Модельной установке

Физические свойства макроскопических систем изучаются статистическим и термодинамическим методами. Статистический метод основан на использовании теории вероятностей и определенных моделей строения этих систем и представляет собой содержание статистической физики. Термодинамический метод не требует привлечения модельных представлений о структуре вещества и является феноменологическим (т. е. рассматривает «феномены» — явления в целом). При этом все основные выводы термодинамики можно получить методом дедукции, используя только два основных эмпирических закона (начала) термодинамики.

Физические свойства макроскопических систем изучаются статистическим и термодинамическим методами. Статистический метод основан на использовании теории вероятностей и определенных моделей строения этих систем и представляет собой содержание статистической физики. Термодинамический метод не требует привлечения модельных представлений о структуре вещества и является феноменологическим (т. е. рассматривает «феномены» — явления в целом). При этом связь между макроскопическими параметрами, определяющими поведение изучаемых систем, устанавливается двумя основными законами (началами) термодинамики, которые сформулированы на основании огромного числа экспериментальных данных.

Экспериментальные данные о необычной дефектной структуре границ зерен в наноструктурных материалах, полученных интенсивной пластической деформацией, наблюдение искажений кристаллической решетки вблизи границ зерен легли в основу развиваемых модельных представлений об атомной структуре и свойствах этих материалов [12]. Данные представления базируются на концепции неравновесных границ зерен, которая была введена в научную литературу в 70-80-х годах [110, 111] и позднее стала широко использоваться при описаниях взаимодействий решеточных дислокаций и границ зерен, для анализа рекристаллизационных и деформационных процессов в поликристаллах [3, 172]. Ниже будут кратко рассмотрены основные положения физики неравновесных границ, дано описание структурной модели нанокристаллов и ее развитие для понимания их необычных свойств.

А. А. Назаровым и др. [208-210] сделаны попытки теоретического описания этих модельных представлений. Предполагается, что в границах зерен наноструктурных материалов существуют

подходов деформационной теории длительного малоциклового нагружения. Видно, что режим деформирования при поддержании постоянными от цикла к циклу максимальных продольных перемещений расчетной базы образца (жесткое нагружение) оказывается существенно нестационарным. Аналогичные эффекты возникают и при мягком нагружении, а также задании постоянных с числом циклов величин поперечных деформаций в середине образца, измеряемых с помощью поперечного деформометра. Подобные явления экспериментально обнаружены в ряде работ по термоусталости [99, 104, 198, 199, 213], а также описаны на основе модельных представлений.

Эта простая зависимость получена в работе [57] путем громоздких вычислений на основе модельных представлений, хотя в итоге определение констант выполнено путем подгонки к экспериментальным данным. Вместе с тем подобная степенная зависимость позволяет удовлетворительно подобрать константы для любых экспериментальных данных, изображаемых монотонной кривой (метод наименьших квадратов), и потому не может служить доказательством справедливости исходных предпосылок. Несостоятельность концепции коррткоживущих .активных центров видна из сопоставления многочисленных экспериментальных данных для статического (ступенчатого) и динамического (непрерывного) наг?ужения металла в активном состоянии — размер механохимического" "эффекта оказывается одного порядка величины.

Эта простая зависимость получена в работе [63] путем громоздких вычислений на основе модельных представлений, хотя в итоге определение констант выполнено путем подгонки к экспериментальным данным. Вместе с тем подобная степенная зависимость позволяет удовлетворительно подобрать константы для любых экспериментальных данных, изображаемых монотонной кривой (метод наименьших квадратов), и поэтому не может служить доказательством справедливости исходных предпосылок. Несостоятельность концепции короткоживущих активных центров видна из сопоставления многочисленных экспериментальных данных для статического (ступенчатого) и динамического (непрерывного) нагру-жения металла в активном состоянии — величина механохимического эффекта оказывается одного порядка.

Совершенно ясно, что именно поверхность раздела фаз является объектом, который ограничивает форму тела и обеспечивает реакцию его объемной части на различного рода внешние воздействия. Сейчас исследования в области химии и физики поверхности позволяют описать некоторые аспекты происходящих в граничных слоях явлении, объяснить и предсказать ход событий при проведении процессов с привлечением соответствующих модельных представлений, эмпирических уравнений и выработанных теорий. Однако весьма актуальной проблемой остаются многочисленные расхождения теоретических предсказаний и результатов эксперимента. Существует множество интересных, на наш взгляд, явлений, которые лишь констатируются с позиций классической теории поверхности.

Широкую формулировку общих модельных представлений следует начать с обсуждения взимодействия процессов водородного охрупчивания и анодного растворения. Анодное растворение, протекает ли оно как процесс, определяемый конкуренцией между локальным разрушением пленки и репассивацией [99] (как впервые предложил Логан [321]), или как процесс, облегченный податливостью материала в вершине трещины (согласно формулировке Хоара [322]), или же по какому-либо другому локализованному механизму, является хорошо известным явлением в КР. В некоторых системах (например, в медных сплавах) процесс типа растворения является, по-видимому, единственным действующим фактором [323, 324]. С другой стороны, во всех рассмотренных системах сплавов в определенных внешних условиях может происходить растрескивание, вызванное поглощением водорода. Из этого можно заключить, что даже несмотря на то, что для протекания КР обычно требуется довольно специфическое сочетание состава и микроструктуры сплава, состава среды и некоторых других условий (таких как определенная область потенциалов), в соответствующим образом выбранной системе растрескивание может быть вызвано как водородом, так и процессами растворения, при условии необходимой модификации среды (например, приложенного потенциала).

вычайно малый сдвиг тола в новое положение равновесий. Этот сдвиг тела в направлении действующей силы должен одновременно сопровождаться небольшим подъемом верхнего тела относительно нижнего. С исчезновением действующей силы тело должно вернуться в первоначальное положение равновесия, т. е. происходит как бы «предварительное смещение» верхнего тела в направлении скольжения, носящее упругий характер. Впрочем, более детальное и точное рассмотрение этого явления на основании развитых выше модельных представлений показывает, что по мере роста сила, стремящаяся вызвать смещение тел, постепенно теряет упругий характер. Это выражается в том, что после устранения действующей силы тело не полностью возвращается в начальное положение равновесия, а оказывается несколько смещенным. Получается остаточное смещение, не исчезающее со временем. С увеличением действующей силы остаточное смещение должно составлять все большую долю всего предварительного смещения. Когда внешняя сила становится равной рубежному значению силы статического трения, предварительное смещение начинает увеличиваться пропорционально продолжительности действия этой силы, т. е. наступает непрерывное скольжение под ее влиянием.

аппарат человека можно рассматривать как систему, аналогичную системе автоматического регулирования с обратными связями (возвратная аффе-рентация, по П. К. Анохину [10]). Для выработки модельных представлений о работе мышцы как механического амортизатора необходимо рассмотреть функции систем, осуществляющих регулирование механических параметров мышцы на основе существующих представлений. Упрощенную схему управления одной мышцей можно представить в виде, изо--браженном на рис. 3. Основные мышечные рецепторы — мышечные веретена {2) — связаны не только с толстыми афферентными г нервными волокнами 4, но еще и с тонкими афферентными? волокнами. Таким образом,

Методика модельного эксперимента. Экспериментальная установка. Исследования проводились на модельной установке, созданной на базе маятникового копра [1]. На массивном основании установлены две боковые стойки, в которых с помощью подшипников качения крепится ось вращения. На оси подвешен маятник, к которому жестко крепится молот с полусферическим индентором. Положение маятника (угол отклоне-

Параметры режима нагружения на модельной установке приведены в табл. 9.

4. Васильева Р. В., Гусаров А. А., Диментберг Ф. М., Цеханский К. Р.. Опыт балансировки гибкого вала на модельной установке. — «Вестник машиностроения», 1960, № 9.

8. Гусаров А. А.,Цеханский К- Р. Теоретическое обоснование и опыт уравновешивания гибких роторов на модельной установке. Сб. «Уравновешивание роторов энергетических машин». ЦИНТИ Электропромышленности, М., 1962.

Проверке теоретических положений уравновешивания гибких валов, выдвинутых в статье [1 ], посвящена статья Р. В. Васильевой, А, А. Гусарова, Ф. М. Диментберга и К. Р. Цеханского [3], в которой приводятся результаты уравновешивания гибкого вала на модельной установке для случаев распределения дисбалансов вдоль вала равномерно или по синусоиде, а также для вала с дисками. Отправными данными при таком уравновешивании гибкого ротора являются амплитуда и фаза его прогибов (или вибрации опор), а также его формы собственных колебаний.

3. Васильева Р. В., Гусаров А. А., Диментберг Ф. М. и Цеханский К. Р. Опыт балансировки гибкого вала на модельной установке. «Вестник машиностроения». 1960, № 9.

Экспериментальное исследование процесса термической фиксации азота воздуха на укрупненной модельной установке проводили под давлением до 15 атм (ав = 0,5; р = 0,49) при расходе природного газа 10,7 кг/ч.

Рис. 7-30. Разрез по модельной установке суперкавитирующей

С позиций синергетики достигнутые успехи в улучшении качества металла при-продувке жидкого металла газом связаны с обеспечением условий самоорганизации структурообразования в расплавах путем турбу-лизации среды. В этой связи рассмотрим исследования [339] структуры турбулентного.газожидкостного плюмажа (зона барботирования) при вертикальной продувке расплава внизу, проведенные на модельной установке (рис. 135). Для инжектирования газовой и жидкой фаз в зоне барботирования был применен двухконтактный электрорезистивный датчик, подключенный к микрокомпьютеру. Были изучены локальное газонасыщение, частота и скорость движения пузырей в газожидкостном плюмаже, характеризующемся высокой степенью турбулентности. Установлено, что распределение газонасыщения в радиальном направлении является подобным по всему объему плюмажа и обладает выраженной коло-колообразной формой, центрированной по оси сопла, через которое продувается газ. Кривые зависимости профилей локального газонасыщения в разных поперечных сечениях плюмажа от радиальной координаты оказались близкими к кривой Гаусса. Аналитически они представлены в виде

Впервые эффективность анодной защиты титана в серной кислоте была показана Коттоном на модельной установке [84], в которой рециркулировала 40%-ная серная кислота при 60°С. Через шесть недель была определена скорость коррозии,