Незначительные деформации

Коэффициент отражения является комплексной величиной, причем \R\ = 1, т. е. отраженная волна имеет амплитуду, равную амплитуде падающей волны, но изменяет при отражении свою фазу. Изменение этой фазы на величину, не кратную я, при углах р> больше критического приводит к явлению незеркального отражения.

Как уже упоминалось, при падении поперечной волны существует третий критический угол рш. Для стали он равен 33,5°. При углах больше критического коэффициент отражения для продольной волны обращается в нуль, а для поперечной по модулю равен единице. Однако при этом изменяется его фаза, в результате чего -возникает явление незеркального отражения. Смещение энергии вдоль поверхности необходимо учитывать при расчете амплитуды отражения от дефектов вблизи поверхности ОК (см. § 2.2).

Рассмотренный упрощенный подход требует корректировки с учетом двух явлений. Первое связано с тем, что помимо зеркально отраженных лучей вносит вклад дифракционное рассеяние, а второе— с явлением незеркального отражения, описанным в § 1.3. Согласно законам зеркального отражения некоторый луч должен пройти мимо зарубки, не отражаясь от нее. Однако, когда угол а близок к а111, в результате незеркального отражения луч пройдет путь вдоль поверхности ОК и даст вклад в отраженный сигнал. Чем меньше глубина зарубки, тем заметнее вклад обоих эффектов.

При углах а> (90°—а1") эффект незеркального отражения возникает в виде скольжения волны вдоль грани зарубки. В результате «соскальзывания» волна не дает вклада в сигнал на приемнике.

При контроле многослойных конструкций возникают затруднения с разделением годографов для донного сигнала всего ОК и сигналов многократных отражений в слоях с учетом явлений трансформации и незеркального отражения волн (см. п. 1.3.1). Для решения этой задачи определяют амплитуды пришедших сигналов, время их прихода, рассчитывают возможные траектория распространения импульса.

Это вызывает явление незеркального отражения: происходит смещение отраженных лучей вдоль поверхности (рис. 1.23, а). Точка отражения луча не совпадает с точкой падения. Это тем заметнее, чем угол падения ф = Р ближе к ф' и чем ниже частота. Оно подробнее будет рассмотрено ниже. На рис. 1.23, б показано, что лучи, которые по законам геометрического отражения не должны были отразиться от дефекта D, в результате незеркального отражения испытают отражение от него.

Рассмотренное выше явление незеркального отражения теоретически обосновано [38, 39] для пучка параллельных лучей, падающих на границу (рис. 1.25). Точнее, в случае падения ограниченного пучка поперечных волн на свободную поверхность твердого тела под углом ф, близким к третьему критическому углу <р' (для стали ср' = 33°), отраженная продольная волна вырождается в неоднородную волну, обусловливающую быстрое изменение фазы колебаний, что эквивалентно смещению пучка вдоль поверхности. Отражение пучка как бы происходит от мнимой границы (показана штриховой линией) на расстоянии h от действитель-

В формулы введен коэффициент G, который учитывает геометрию отражения, явления незеркального отражения и трансформации волн (см. разд. 1.1.4). Коэффициент G (рис. 2.39) зависит от угла падения на поверхность ф и от глубины зарубки, засверловки или риски h, которая должна быть на 50 % большее длины поперечной волны (h > 1,5Х). Для изделий с плоскопараллельными поверхностями ф = = а - углу ввода. Для изделий с непараллельными или искривленными поверхностями ф Ф а.

Кривые (рис. 2.39) построены экспериментально и учитывают эффекты трансформации волн и незеркального отражения (см. разд. 1.1.4). Поясним, какими явлениями объясняется эта зависимость. Трансформация поперечной волны в продольную на вертикальной поверхности

отражателя возникает, когда угол падения на нее (90° — ср) больше, чем третий критический угол ф' (для стали ф' = 33°). Она вызывает резкое уменьшение G при углах ф « 60 ... 67°. Незеркальное отражение увеличивает эхосигнал от неглубоких зарубок при углах ф = 35 ... 50°, несколько больших третьего критического значения 33°. В этой области кривая G зависит от глубины зарубки. Чем она меньше, тем значительнее вклад незеркального отражения. Обычно зарубки как искусственные отражатели применяют при углах ф > 50°, где зависимость G((p) однозначна.

При критических значениях углов падения возникает явление незеркального отражения. Ниже оно рассмотрено для отражения пучка поперечных волн в твердом теле, падающих на свободную поверхность под углом, несколько большим третьего, критического р".

Другое дело — динамические процессы в машинах. Как показано ниже, даже сравнительно незначительные деформации трансмиссии могут вызвать заметные динамические усилия (особенно в зонах, близких к резонансу), которые необходимо учитывать при расчете.

Анализ технической литературы показал, что наиболее эффективным методом вварки штуцеров в толстостенные элементы является способ сварки «поперечной горки» [6]. Эксперименты на образцах и моделях подтвердили, что данный метод вварки штуцеров обеспечивает высокую технологическую прочность и макросплошность, незначительные деформации свариваемых элементов и более высокую производительность. При этом способе сварка производится одновременно двумя сварщиками на диаметрально противоположных участках с одной наружной стороны корпуса. При опробовании различных конструкций разделок установлено, что наиболее оптимальной является F-об-разная разделка со скосом кромок в 6° как со стороны обечайки или днища, так и со стороны штуцера (рис. 2). Если ввариваемый штуцер изготовлен из хромомолибденовой стали, то на штуцер предпочтительно произвести наплавку материалами, применяемыми для их вварки и после наплавки подвергнуть термообработке. Метод «поперечной горки» целесообразно применять для вварки штуцеров с глубиной разделки не более 200 мм. При глубине свыше 200 мм бездефектные швы получить не удается. В этом случае опробована и рекомендуется к применению Х-образная разделка. При этом выступ должен располагаться на штуцере.

При работе на крупных станках вопрос установки и крепления деталей приобретает особое значение. Несмотря на видимую жесткость столов и планшайб, они легко поддаются короблению при неправильном креплении деталей болтами. Даже незначительные деформации ведут к местному повышению удельного давления и могут вызвать задиры направляющих. Поэтому способ крепления должен гарантировать отсутствие перетяжки не только обрабатываемой детали, но и стола станка. При проектировании технологических процессов обработки тяжелых деталей на крупных станках необходимо указать методы установки и крепления их. Практические рекомендации по этому вопросу приводятся в гл. V.

Передача крутящего момента подвижному кольцу уплотнения может быть выполнена с помощью пружин, т. е, предварительным сжатием цилиндрических т пружин и закреплением концов витков в пазах соответствующих деталей. Положительной чертой этого способа является дополнительное усилие предварительного сжатия пружины на кольца торцового уплотнения и увеличение прочности пружин. Однако жесткость, которую пружина приобретает в связи с утолщением проволоки, приводит к нежелательной характеристике: незначительные деформации пружины в осевом направлении вызывают большие изменения нагрузки на торцы уплотнения. Следовательно, даже при малом износе торцовых поверхностей уплотняющее усилие заметно уменьшается.

Ионное азотирование сокращает общую длительность процесса, позволяет получить диффузионный слой регулируемого состава и строения, незначительные деформации и обладает большой экономичностью.

Узкий шов, незначительные деформации, малые размеры зоны термического влияния, хорошая защита металла от взаимодействия с газами, экономичность и возможность автоматизации способствовали быстрому прогрессу электронно-лучевой сварки.

Кроме того, микроабразив усиливает физико-химические процессы в зоне трения. Вызывая незначительные деформации поверхностных слоев, микроабразив вызывает появление новых поверхностей, которые являются наиболее активными участками протекания химических реакций и диффузионных процессов.

Для оценки ползучести эластомеров или релаксаций напряжений в них могут использоваться чрезвычайно простые методы. В случае жестких материалов измерения несколько усложняются и требуют применения специальных приборов. Для этого необходимы точные измерения малых деформаций или скоростей деформирования. При исследовании релаксации напряжения в жестких материалах основные сложности обусловлены необходимостью точного измерения напряжений и малых деформаций, так как жесткость образца соизмерима с жесткостью прибора, и незначительные деформации • прибора или проскальзывание образца в зажимах могут давать значительную погрешность.

Forming limit diagram (FLD) — Диаграмма предельного формования. График, в котором большие деформации при начале деформации в металле печатаются вертикально и соответствующие незначительные деформации горизонтально. Линия начала отказа разделяет все возможные комбинации деформации на две зоны: безопасная зона (в которой отказ в течение формования не ожидается) и зона отказа (в которой отказ в течение формования ожидается).

3. Незначительные деформации изделий и высокий класс чистоты поверхности.