Неоднородных соединений

По конструкции паяные и клееные соединения подобны сварным — рис. 4.1. В отличие от сварки пайка и склеивание позволяют соединять детали не только из однородных, но и неоднородных материалов; например, сталь с алюминием; металлы со стеклом, графитом, фарфором; керамика с полупроводниками; пластмассы; дерево, резину и пр.

К преимуществам пайки относятся также герметичность и чистота мест соединения; возможность соединения всех металлов и даже неоднородных материалов (металлов с керамикой или стеклом, меди с графитом и т. д.) *; отсутствие деформации соединяемых деталей; малое переходное электрическое сопротивление мест соединения; широкие возможности механизации и автоматизации процесса.

Например, у серых чугунов временное сопротивление изгибу в среднем в 2 раза выше, чем растяжению. Коэффициенты концентрации напряжений вводят в расчет на статическую прочность для материалов в хрупком состоянии, но их существенно уменьшают для неоднородных материалов со значительной внутренней концентрацией напряжений (серый чугун).

Соединение склеиванием в приборостроении находит широкое применение. С помощью различных клеев можно получить соединения деталей как из однородных, так и из неоднородных материалов (металла и пластмассы, стекла и бумаги и т. п.).1 К клеевым соединениям не предъявляют требований высокой прочности, однако они должны хорошо сопротивляться вибрациям, колебаниям температур и воздействию высокой влажности.

15 Иванов В.Н. Синергетика деформирования и разрушения структурно-неоднородных твердых тел. Математический формализм // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов и конструкции: Сб. науч. трудов. - Свердловск: УрО АН СССР, 1989. - 145 с.

Для хрупких неоднородных материалов (например, серого чугуна) влияние концентрации напряжений почти не сказывается и обычно при расчетах на прочность не учитывается.

На прочности деталей из хрупких неоднородных материалов (например, серого чугуна) влияние концентрации напряжений почти не сказывается, а следовательно, и не учитывается при расчетах на прочность.

Для хрупких неоднородных материалов (например, серого чугуна) влияние концентрации напряжений почти не сказывается и обычно при расчетах на прочность не учитывается.

Клеевые соединения обеспечивают надежное неразъемное скрепление деталей как из однородных, так и из неоднородных материалов. Склеиванием соединяют детали из черных и цветных металлов и сплавов, пластических масс, резины и т. д.

По конструкции паяные и клеевые соединения подобны сварным. В отличие от сварки пайка и склеивание позволяют соединять детали не только из однородных, но и неоднородных материалов: сталь с алюминием, металлы со стеклом, графитом, пластмассой, резиной и пр.

15 Иванов В.Н. Синергетика деформирования и разрушения структурно-неоднородных твердых тел. Математический формализм // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов и конструкций: Сб. науч. трудов. - Свердловск: УрО АН СССР, 1989. - 145 с.

Картину деформирования механически неоднородных соединений с мягкими прослойками можно представить на примере соединения с прямоугольной прослойкой следующим образом (рис. 1.9, а).

кой прослойкой из чистого железа /13/. Можно видеть, что предел текучести т*? и предел прочности т^ сварного соединения при сдвиге не зависят от относительной толщины прослойки. В то же время такие характеристики пластичности как угол закручивания 9В и удельная энергоемкость а сварного соединения возрастают с увеличением ж по линейному закону (рис. 1.11, б). Анализ работы механически неоднородных соединений при кручении с соответствующими математическими зависимостями, предложенными на основе линеаризации диаграмм кручения материалов, входящих в сварное соединение, дан в работе /14/.

Более подробно следует остановиться на значениях прочностных характеристик, которые в дальнейшем будут фигурировать в зависимостях для расчета статической прочности механически неоднородных соединений. Ранее, в работе /9/, для бездефектных соединений с мягкими прослойками нами была принята на основе многочисленных экспериментальных данных идеально-жестко-пластическая диаграмма мягкого металла М. При этом, в расчетных формулах данную диаграмму в условиях общей текучести аппроксимировали на уровне значений временного сопротивления металла М (а^). Для соединений с плоскостными дефектами такой подход применим не всегда. Последнее связано с ростом вблизи вершины дефекта показателя напряженного состояния П = о~0/Т (здесь о0 — гидростатическое давление, Т—- интенсивность касательных напряжений, которая равна пределу текучести мягкого ^ или Jc,. твердого металлов при чистом сдвиге). Предельную (предшествующую разрушению) интенсивность пластических деформаций е"р можно определить из диаграмм пластичности, отражающих связь предельной степени деформации сдвига Л с показателем напряженного состояния П для конкретных материалов сварных соединений /9, 24/ . Для этого необходимо знать показатель напряженного состояния П, величина которого зависит только от геометрических характеристик сварного соединения, степени его механической неоднородности и размеров дефекта П = vy (ae, t / В, Kg) и определяется из теоретического анализа. Определив значение предельной интенсивности пластических деформаций Е"!' , по реальной диаграмме деформирования рассматриваемого металла О,-=/(бг) находим величину интенсивности напряжений в пластической области а(. Интервалы изменения С j следующие: ат < 0; < ств. Для плоской деформации та -кая подстановка с^ в получаемые формулы означает замену временного сопротивления ав на данную величину.

Для механически неоднородных сварных соединений наиболее общим случаем с точки зрения теоретического анализа является расположение плоскостного дефекта на границе мягкого и твердого металлов. Именно для данного

НЕОДНОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ПЛОСКОСТНЫМ

та Д = 2р или его условный радиус). Во втором диапазоне (рис. 3.13, в) точка AJ = А^ смещается в противоположном направлении до точки О. При этом NO = р. Согласно /26/, в точке А; зарождается микротрещина, являющая очагом разрушения. Для реальных размеров дефектов данная точка настолько приближена к их вершине, что можно полагать начало разрушения непосредственно из вершины дефекта, а пластическое течение сосредоточено в узких полосах, совпадающих с линиями скольжения А,С и A(F. При этом последние расположены под углами 6Т и 6М к контактной границе металлов М иТ. Такая модель, с одной стороны, учитывает особенности механически неоднородных соединений, а с другой, является обобщением модели локальной текучести для тел с трещинами.

В основу предлагаемой методики нормирования плоскостных дефектов положена оценка чувствительности механически неоднородных соединений к дефектам. Чувствительность оценивается параметром q. Если данный пара-

а — для однородных соединений: б—для неоднородных соединений

АД — то же для механически неоднородных соединений

4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СМЕЩЕНИЯ СВАРИВАЕМЫХ КРОМОК НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ОБЩЕЙ ТЕКУЧЕСТИ И НОРМИРОВАНИЕ СМЕЩЕНИЯ КРОМОК

пущеншти, изложенными в разделе 2. Сетки линий скольжения для механически неоднородных соединений включают в себя особенности сеток, построенных для однородных соединений /20/ и характерные циклоидальные поля, образованные качением производящего круга радиуса