Неоднородная структура

В основу корректировки данных решений положено следующее: мягкая прослойка с неоднородным распределением свойств, характеризующимся параметром А."", относительными размерами к (рис. 3.49,а), условно сводится к однородной с приведенной толщиной кпр = к/пр, обеспечивающей один и тот же уровень контактного упрочнения Кк в процессе нагружения Кк = (к™, к) = Кк{1, кпр). С учетом этого для случая Къ = А'*1 было получено следующее выражение для корректировки по к/103/(рис. 3.49,6):

Теплообмен - самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве с неоднородным распределением температуры,

В основу корректировки данных решений положено следующее: мягкая прослойка с неоднородным распределением свойств, характеризующимся параметром К", относительными размерами к (рис. 3.49,о), условно сводится к однородной с приведенной толщиной кпр = к/^,р, обеспечивающей один и тот же уровень контактного упрочнения Кк в процессе нагружения Кк = 1к™, к 1 = Кк \1, к пр ]. С учетом этого для случая Кв = АГ" было получено следующее выражение для корректировки по к/103/(рис. 3.49,6):

В общем случае перенос теплоты в смеси различных веществ может вызываться неоднородным распределением других физических величин, помимо температуры. Например, -разность концентрации компонентов смеси приводит к дополнительному молекулярному переносу теплоты (диффузионный термоэффект). Обычно перенос теплоты, обусловленный подобными эффектами, сравнительно невелик и, как правило, им можно пренебречь.

Различают свободную и вынужденную конвекцию. В первом случае движение в рассматриваемом объеме жидкости возникает за счет неоднородности в нем массовых сил. Если жидкость с неоднородным распределением температуры, и, как следствие, с неоднородным распределением плотности, находится в поле земного тяготения, может возникнуть свободное гравитационное движение. В дальнейшем в основном будет рассматриваться гравитационная свободная конвекция, вызванная неоднородностью температурного поля.

Для установления соотношения между неоднородным распределением дислокаций и связанными с ними напряжениями автор [296] использовал гипотетическую модель двух кристаллов с различной дислокационной плотностью р] и р2 и поперечным сечением Рг и F2 соответственно (рис. 3.13). Локальные напряжения течения при этом пропорциональны

Рис. 3.13. Гипотетическая модель испытаний на растяжение, показывающая соотношение между неоднородным распределением дислокаций и внутренними напряжениями [296].

Снижение коэффициента деформационного упрочнения К на второй и третьей стадиях, согласно Такеучи [296], обусловлено, прежде всего неоднородным распределением дислокаций в структуре и определяется частичной компенсацией полей упругих напряжений дислокаций при образовании сплетений или малоугловых границ, что действительно имеет место, когда расстояние между дислокациями составляет несколько межатомных [337]. При этом упрочнение начинает определяться не столько свойствами отдельных дислокаций, сколько их поведением в дислокационных ансамблях [337].

Эмбери [393] указал, что, несмотря на важность знания средней макроскопической деформации, при которой происходит зарождение пор, необходимо знать локальные изменения деформации, связанные с неоднородным распределением частиц по объему, а также наличием в реальных материалах частиц разных размеров. Для упрощения Эмбери предлагает рассмотреть два предельных случая: случай, когда деформация зависит только от средней объемной доли частиц, медленно уменьшаясь при ее увеличении, как показано на рис. 5.6, и случай, когда зарождение определяется частицами больших размеров.

Использование уравнений (14) и (17) обобщенных кривых длительного циклического деформирования для решения задач с неоднородным распределением напряжений в общем случае требует определения в каждой точке тела момента перехода от разгрузки к нагружению, т. е. определения состояния, при котором в точке б = 0. В этом состоянии осуществляется переход от линейной зависимости при разгрузке к изохронной кривой. Такой подход в общем случае требует решения в приращениях с анализом истории нагружения в каждой точке тела.

Спецификой высокотемпературных печей является передача тепла от нагревателей к образцу и захватам преимущественно излучением; здесь ярко выражена локальность нагрева, т. е. тепловая взаимосвязь каждой секции с нагреваемым ею участком. Учитывая интенсивный отвод тепла от концов образца за счет теплопроводности материала захватов и охлаждающее действие, оказываемое торцами печи на температуру нагревателей, проблема равномерного нагрева образца в общем виде решается неоднородным распределением мощности по длине печи и повышенным тепловыделением на ее концах, т. е. созданием конструкций с несколькими нагревательными секциями с автономным управлением каждой.

Общий недостаток медно-железных электродов — неоднородная структура шва: мягкая медная основа и очень твердые включения железной составляющей, затрудняющие обработку и препятствующие получению высокой чистоты обработанной поверхности. Несколько лучшей обрабатываемостью обладают швы, выполненные электродамп марки АНЧ-1, стержень которых состоит из аустетштной стали марки Св-04Х18Н9 и медной оболочки. На электрод наносят покрытие фтористокальциевого типа.

Коэффициент безопасности — рекомендуют sH=l,l при нормализации, улучшении или объемной закалке зубьев (однородная структура по объему); sH=l,2 при поверхностной закалке, цементации, азотировании (неоднородная структура по объему).

т. д.). Следовательно, работоспособность колонны в значительной мере определяется работоспособностью ее. сварных соединений в условиях сложного нагружения (силового, теплового и т. д.). Неоднородная структура зоны сварных соединений, наличие в них неравновесных фаз, технологические дефекты в виде непроваров, пор, трещин и т. п. делают сварные элементы колонн наиболее уязвимыми к образованию эксплуатационных трещин. С этой точки зрения проблема оценки надежности колонных аппаратов является частью более общей проблемы надежности сварных соединений.

ного из направлений армирования происходит путем изменения свойств матрицы по всему объему материала. Упругие характеристики слоя как дпухмерноармированного прямолинейными волокнами материала вычисляют по формулам табл. 3.2. Наложением слоев друг на друга завершается построение модели материала. Неоднородная структура пространственно-армированного материала представляется в виде пакета слоев, уложенных друг на друга, с различными свойствами (рис. 3.11). Каждый слой может содержать волокна в произвольном направлении, наличие волокон в направлении 3 учтено введением модифицированной матрицы. При таком подходе неоднородность структуры материала обусловлена только различием дефор-мативных свойств слоев. Достоверность расчета зависит от точности вычисления упругих констант отдельного слоя.

Большое влияние на образование термоусталостных трещин оказывает и неоднородная структура, разнородные дефекты и другие подобные явления в поверхностном слое металла. Необходимо учитывать и то, что при резких охлаждениях возникают дополнительно в большом количестве ранзотипные дефекты в металле, которые могут перемещаться, соединяться и т. д. Такие скопления дефектов являются местными концентраторами напряжений, приводящих к ускоренному образованию трещин и пор. Зарождение пор происходит по границам зерен из-за локализации там пластической деформации.

ного из направлений армирования происходит путем изменения свойств матрицы по всему объему материала. Упругие характеристики слоя как дпухмерноармированного прямолинейными волокнами материала вычисляют по формулам табл. 3.2. Наложением слоев друг на друга завершается построение модели материала. Неоднородная структура пространственно-армированного материала представляется в виде пакета слоев, уложенных друг на друга, с различными свойствами (рис. 3.11). Каждый слой может содержать волокна в произвольном направлении, наличие волокон в направлении 3 учтено введением модифицированной матрицы. При таком подходе неоднородность структуры материала обусловлена только различием дефор-мативных свойств слоев. Достоверность расчета зависит от точности вычисления упругих констант отдельного слоя.

Неполная закалка — нагрев стали до температуры, находящейся в интервале превращений (выше Ас}, но ниже /4cg), выдержка при этой температуре и последующее охлаждение с большой скоростью. В результате неполной закалки получается неоднородная структура, состоящая из аустенита, мартенсита, троостита, как при полной закал-

Неоднородная структура (дендритная неоднородность, многофазное строение) влияет аналогично, причем наиболее уязвимыми являются межкристаллические участки с максимумом поверхностной энергии.

Коэффициент безопасности — рекомендуют SH> 1,1 при нормализации, улучшении или объемной закалке зубьев (однородная структура по объему); 5Я>1,2 при поверхностной закалке, цементации, азотировании (неоднородная структура по объему).

Композиционный гибкий шнуровой материал Сфекорд-экзо № 40 готовят на основе никелевого самофлюсующегося сплава, никель-алюминиевого композита и специального твердого сплава. Он предназначен для напыления покрытий без оплавления. Разогрев основного металла детали также не превышает 523 К. Материал обеспечивает получение твердого и плотного покрытия. Формируемая в процессе напыления неоднородная структура покрытия придает упрочненным изделиям повышенные антифрикционные свойства и износостойкость при трении металла о металл. Абразивная износостойкость удовлетворительная, но ударные воздействия на покрытие не допускаются. При обработке покрытия шлифовальным кругом достигается высокое качество рабочей поверхности. При этом полученный слой обладает эффектом самосмазывания за счет контролируемой микропористости.

Общий недостаток медно-железных электродов - неоднородная структура шва: мягкая медная основа и очень твердые включения железной составляющей, затрудняющие обработку и препятствующие получению высокой чистоты обработанной поверхности. Несколько лучшей обрабатываемостью обладают швы, выполненные электродами марки АНЧ-1, стержень которых состоит из аустенитной стали марки Св-04Х18Н9 и медной оболочки. На электрод наносят покрытие фтори-стокальциевого типа.