Механическая составляющая

первый (внутренний) пористый слой из пиролитического углерода (пористость 40—60%, толщина 40—60 мкм, плотность 1—1,1 г/см3) располагается непосредственно на топливном сердечнике; этот слой за счет большой пористости как бы впитывает в себя продукты деления. Поскольку механическая прочность пористого слоя невелика и намного меньше, чем прочность сердечника, это позволяет последнему за счет разрушения пористого слоя изменять свои размеры. Таким образом, первый пористый слой выполняет роль буфера между топливным сердечником и прочным покрытием;

Чем выше должна быть механическая прочность детали, чем больше ее сечение, тем большее значение имеют прокаливаемость и улучшение по всему сечению.

Существенным недостатком стали Х12 является пониженная механическая прочность, обусловленная наличием в этой стали большого количества карбидной фазы. А так как этой фазы будет тем больше, чем больше углерода в стали, го в силу этой причины сталь Х12 (с 2,0—2,3% С) применяют лишь для неответственных назначений и для простого по конструкции инструмента.

На рис. 347 приведена кратковременная механическая прочность (предел прочности) сплавов нескольких групп при различных температурах.

Как и для других конструкционных материалов, основное требование к криогенным материалам — механическая прочность. Однако специфичностью условий работы является широкий интервал температур от комнатной до жидкого гелия, в котором существенно меняются свойства.

В электромашиностроении от материала требуются немаг-нитность (ц<;1,05) и механическая прочность.

Механическая прочность латуней невысока. Для а-латуней характерны следующие значения механических свойств: ов = = 30 кгс/мм2, 6==40%, а+,р-латуни имеют несколько большую прочность (аи = 35 кгс/мм2), но меньшую пластичность (6 = = 20%).

Особенностью этого вида разрушений по сравнению с обычной коррозионной усталостью является соизмеримость периодически напряженных участков с размерами отдельных кристаллов металла (напряжения второго рода). В связи с этим на кавитацион-ную стойкость сплавов большое влияние оказывают механическая прочность, структура и состояние границ зерен сплава. Например, чугун с шаровидным графитом более устойчив к кавитации, чем обычный чугун, а еще более устойчивы стали. Особый интерес представляет применение предложенных И. Н. Богачевым с сотрудниками сталей, самоупрочняющихся в процессе кавитации, например хромомарганцевой стали маркиЗОХ10Г10 (табл. 49).

Г л и к м а н Л. А. Коррозионно-механическая прочность металлов. М., Машгиз, 1955.

Коррозия серых чугунов, сопровождающаяся растворением феррита, относится к структурноизбирательному типу. Механизм коррозии серых чугунов заключается в том, что феррит постепенно почти полностью переходит в раствор и подвергавшаяся коррозии деталь в конце концов оказывается состоящей только из углеродистого скелета (графит и немного цементита), пространство внутри которого заполнено вместо зерен феррита рыхлыми продуктами коррозии. Механическая прочность такой детали незначительна; чугунную трубу, например, можно проткнуть карандашом. Этот вид коррозии, наблюдаемый в основном у бо-1атых графитом чугунов, известен также под названием «графи-тизация».

В некоторых грунтах чугун подвержен особой форме коррозии, которая наблюдается большей частью у богатых графитом серых чугупов. В результате такой коррозии строение чугуна становится рыхлым (губчатым). Процесс образования этого г\бчатого строения заключается в том, что феррит постепенно почти целиком переходит в раствор и подвергающаяся коррозии деталь в конце концов оказывается состоящей только из углеродистого скелета (графит и немного цементита), пространство внутри которого заполнено вместо зерен феррита рыхлыми продуктами коррозии. Механическая прочность такой детали незначительная.

При соприкосновении двух поверхностей контакт происходит не по всей площади, а лишь на относительно небольшом числе выступов шероховатостей. В результате скольжения поверхностей друг относительно друга неровности одной поверхности стирают неровности противоположной и образуется гладкий след. Если эта поверхность металлическая, то здесь сразу же адсорбируется газ или происходит ее окисление. Последующие перемещения шероховатостей стирают пленку оксида; они могут и механически активировать реакцию адсорбции кислорода на металле и образования оксида, который, в свою очередь, также стирается (рис. 7.20). Это химическая составляющая разрушения при фреттинге. Кроме того, шероховатости вызывают определенный износ, удаляя частички металла. Это механическая составляющая. Оторвавшиеся частицы металла превращаются в оксид, и поверхность металла через некоторое время начинает истираться о движущиеся частицы в большей степени, чем о противоположную поверхность (в результате низкое вначале электрическое сопротивление между поверхностями становится высоким).

Второе слагаемое ep = RTocX Xln(p/p0.c) —механическая составляющая удельной эксергии потока— равно работе изотермического расширения (при р>р0.с) или сжатия (при р<р0.с) единицы массового расхода потока при температуре 7'о.с.

На рис. 1.16 представлена зависимость ep=f(p/p0.c). При р/р0.'.:= =1 механическая составляющая удельной эксергии потока ер=0

При изменении р/ра.с от 1 до оо СР изменяется от 0 до оо. В этой области механическая составляющая удельной эксергии потока положительна. При изменении р/р0.с от 1 до 0 ер изменяется от 0 до —оо. В этой области механическая составляющая удельной эксергии потока становится отрицательной величиной (ер<0). Это значит, что при Т = Т0.с для обратимого приведения параметров потока, у которого р<р0.с, к параметрам окружающей среды необходимо затратить работу или равноценную ей зк-сергию любого другого вида энергии.

Деформационная (или механическая) составляющая коэффициента трения является линейной функцией от h/r и определяется на основании соотношения (V.9). Величина hfr зависит от шероховатости контртела, физико-механических свойств материалов пары и нагрузки. Она определяется по формуле (III.3).

Согласно молекулярно-механической теории трения сила трения рассматривается как сумма двух составляющих: силы, обусловленной молекулярным (адгезионным) взаимодействием поверхностей, и силы, возникающей в результате деформирования поверхностей (механическая составляющая).

Согласно молекулярно-механиче-ской теории трения [20], сила трения, или сопротивление относительному перемещению, полимерного материала по стали под нагрузкой определяется усилием, необходимым для деформации поверхностного слоя полимера неровностями стальной поверхности (механическая составляющая силы трения), и силой, требуемой для преодоления сопротивления срезу связей, возникающих вследствие адгезионного взаимодействия трущихся поверхностей (молекулярная, адгезионная составляющая силы трения). В этом состоит суть двойственности теории трения. Коэффициент трения определяется как отношение силы трения F к нормальной нагрузке N.

внедрения, ^ — радиус единичной микронеровности, моделируемой обычно в виде сферы. Чем выше шероховатость поверхности и больше нагрузка. N, тем больше механическая составляющая. Для упругого и пластического контактов глубина внедрения может быть вычислена на основании механических свойств контактирующих тел и параметров шероховатости их поверхности. Сопоставление расчета с экспериментами показало, что механическая составляющая достаточно точно определяется расчетом. В случае единичного пластического контакта с увеличением нагрузки механическая составляющая коэффициента трения возрастает в степени 1/2, а адгезионная составляющая остается неизменной. Суммарный коэффициент трения / уменьшается с увеличением твердости и радиуса единичной микронеровности. При упругом контакте коэффициент трения переходит через минимум при увеличении нагрузки и монотонно уменьшается при увеличении модуля упругости.

Согласно молекулярно-механической теории сила трения рассматривается как сумма двух составляющих: силы, обусловленной молекулярным (адгезионным) взаимодействием поверхностей, и силы, возникающей в результате деформирования поверхностей (механическая составляющая).

Принципиальное отличие конструкции передачи этого варианта от предыдущего заключается в следующем. Если в предыдущей схеме «асос Р приводился во вращение внутренним солнечным колесом 3 и механическая составляющая мощности подводилась к валу 5 через внешний зубчатый венец 4, то теперь насос приводится во вращение от внешнего зубчатого венца 4 и механическая часть мощности передается через внутреннее

Обеспечение такой оптимизации основано на нанесении на поверхность регулярных канавок, перпендикулярных направлению скольжения. При этом возникает проблема оптимального выбора параметров канавок. Одним из важнейших параметров канавок является отношение шага канавок а к их ширине Ь. При больших отношениях alb возрастает молекулярная, а при малых — механическая составляющая трения. Показано, что для оптимизации микрорельефа поверхностей можно использовать явление АЭ. Установлено, что нанесение канавок при использовании смазки И-20А, обладающей малой склонностью к пленочному голоданию, влечет за собой повышение интенсивности АЭ и, следовательно, приводит к снижению антифрикционного эффекта вследствие увеличения механической составляющей трения. Чем больший процент номинальной площади контакта занимают канавки, тем жестче режим трения. При использовании смазки ЦИАТИМ-201, склонной к пленочному голоданию, нанесение смазочных канавок в определенном диапазоне параметров а и Ь нивелирует пленочное голодание и улучшает антифрикционные качества контакта. Оптимальное значение параметра a I b = 2,5, что соответствует результатам, полученным другими авторами более сложными методами.