Прочность при комбинированных напряжениях

В монографии рассмотрены такие аспекты адгезионной прочности, как температурно-временная зависимость прочности, внутренние напряжения, характер разрушения, а также методы измерения адгезионной прочности. Характеристикой адгезионной прочности может являться не только усилие разрушения клеевых соединений или модельной системы адгезив — субстрат, но и предел прочности слоистых пластиков при изгибе и растяжении, а также предел прочности при растяжении комбинированных полимерных материалов, поскольку механические характеристики подобных систем зависят от адгезии между компонентами. [c.9]

Прочность при комбинированных напряжениях [c.403]

Клеесварные соединения имеют более высокие прочностные характеристики, а в ряде случаев и лучшие антикоррозионные свойства, чем сварные и клеевые. Кроме того, при их производстве не требуется дорогостоящее оборудование для обеспечения давления. Клей в клеесварном соединении воспринимает значительную часть напряжений при нагружении соединения и, следовательно, разгружает сварные точки. Перераспределение напряжений уменьшает их концентрацию в опасном сечении сварного соединения и повышает прочность комбинированного соединения, особенно при циклических нагрузках. В свою очередь, сварные точки улучшают работу [c.191]

Основные факторы, влияющие на прочность комбинированных материалов, могут быть подразделены на общие для всех полимерных материалов, например температура, скорость деформации, время воздействия разрушающего напряжения, исходная химическая и физическая структура материала, изменение структуры в процессе деформации, и на факторы, специфичные только для комбинированных материалов. К последним относятся исходная структура, определяющая механические свойства компонентов изменение структуры компонентов в процессе деформации форма и размеры частиц компонентов в смеси соотношение количеств компонентов в смеси и адгезия компонентов друг к другу. [c.291]

Использование коронного разряда для увеличения адгезии особенно эффективно в случае склеивания таких пленок, как, например, лавсановые (полиэтилентерефталатные). Основными параметрами, определяющими процесс активации лавсановой пленки коронным разрядом, являются сила тока, напряжение, время обработки и величина так называемого электродного за-зс ра. Увеличение силы тока (при постоянном напряжении) или напряжения (при постоянной силе тока) повышает эффективность обработки и приводит к резкому росту адгезионной прочности. Увеличение электродного зазора при постоянстве остальных параметров, снижая напряженность электрического поля и эффективность его действия, значительно уменьшает адгезионную прочность комбинированной пленки. Повышение скорости протягивания пленки через активирующую зону (или, что тоже, уменьшение времени обработки) несколько снижает адгезионную прочность комбинированного материала. [c.190]

При приложении внешней силы опасными могут быть дефекты, не только ранее существовавшие в материале, но и вновь возникающие в процессе деформации в наиболее напряженных участках. В случае комбинированной (например, трехслойной) системы опасность возникновения перенапряжений значительно меньше, чем для индивидуальной пленки как за счет залечивания дефектов, так и за счет процессов перераспределения напряжений при деформировании ( эффект блокировки ). Было установлено [4], что эффект блокировки отражает возможность передачи энергии растущего дефекта сопряженному слою, что уменьшает опасность возникновения перенапряжений, приводящих к разрушению. Это способствует повышению деформируемости и прочности комбинированных материалов. Таким образом, важное свойство адгезива как более высокоэластичной составляющей заключается в способности перераспределять напряжение между слоями и синхронизировать их [c.195]

В очередном выпуске приведены результаты исследований накопления повреждений и образования трещин, динамической концентрации напряжений вокруг отверстий, больших прогибов гибких оболочечных элементов и процессов газо- и гидростатического формования. Проанализированы вопросы устойчивости оболочек, включая многослойные оболочечные конструкции, при простом и комбинированном нагружениях. Рассмотрены методы расчета лепестковых упругих муфт, многослойных сосудов давления, динамических характеристик пластинчатых систем, а также другие вопросы прочности как в общей постановке для широкой номенклатуры машиностроительных конструкций, так и в виде конкретных рекомендаций для определенных узлов и деталей машин. [c.136]

Многие алюминиевые сплавы (особенно содержащие медь, цинк и магний) менее устойчивы к действию коррозии, чем чистый алюминий. Кроме того, они подвержены таким особым видам коррозии, как растрескивание под действием внутренних напряжений и межкристаллитная коррозия. Но поскольку эти сплавы часто являются катодными (имеют более положительный потенциал по отношению к чистому алюминию), то они могут получить защитное действие при нанесении покрытия из чистого металла. Комбинированное покрытие также обладает большей природной коррозионной стойкостью, чем покрытие из чистого алюминия, сохраняя большую механическую прочность основного сплава. Как плакировка, так и напыление покрытия этого типа обеспечивают долгий срок службы деталей из алюминиевых сплавов, подвергаемых атмосферным воздействиям или эксплуатируемых в питьевой воде. [c.109]

Выбранная схема защиты футеровкой (табл. 31) должна быть проверена расчетом на прочность — по несущей способности (прочности и устойчивости)—для всех конструкций, а также по образованию трещин — для конструкций, в которых образование трещин не допускается или их раскрытие ограничивается. При наличии органического подслоя под футеровкой необходимо проверить соответствие температуры на границе броня — подслой температурному пределу его использования. В сложных комбинированных футеровках аппаратов, работающих в условиях большого перепада те шератур, расчетом необходимо проверить напряжения, возникающие между каждым слоем футеровки, а также на границе футеровка — броня, и в металле, в силу различия коэффициентов линейного расширения примененных материалов. Выбор окончательного варианта защиты производится по минимуму приведенных затрат. [c.92]

Для того, чтобы реализовать возможность увеличения прочности полимерных материалов за счет создания комбинированных систем, необходимо возможно полнее разобраться в причинах увеличения прочности. С этой точки зрения особый интерес представляют комбинированные пленочные материалы. Во-первых, это одна из наиболее простых (в отношении распределения напряжений в материале) систем, являющаяся в некотором роде моделью для теоретических расчетов и их проверки. Во-вторых, прозрачность и оптическая активность ряда пленок позволяют наглядно изучать процесс разрушения комбинированных материалов и находить пути увеличения их прочности. [c.301]

Были изучены прочностные и деформационные свойства большого числа различных комбинаций пленок [635, с. 637 636, с. 517 637, с. 833 638]. При этом был обнаружен эффект комбинационного упрочнения, заключающийся в том, что, несмотря на гетерогенность двухслойных комбинированных пленок, даже при малой когезионной прочности промежуточного слоя, разрушающее напряжение двухслойного материала превышает разрушающее напряжение однослойных материалов. Этот эффект сохраняется при всех исследованных температурах и оценивается коэффициентом комбинационного упрочнения [c.301]

Как показывает многолетняя практика проектирована и отработки наиболее сложных и ответственных машин и конструкций атомной, авиационной и ракетно-космической техники, нефте-, газо-, химических производств, повышенная точность при анализе прочности, ресурса и надежности достигается в тех случаях, когда используются комбинированные методы анализа истории эксплуатационного нагружения, номинальных и местных напряжений и деформаций [c.136]

Важные для оценки прочности результаты получаются при использовании комбинированных методов анализа напряженно-деформированного состояния экспериментальных, аналитических и численных. Такие мето- [c.36]

Роль адгезионного взаимодействия в формировании свойств композиционного материала чрезвычайно велика и многогранна. Здесь мы коснемся только одной стороны проблемы — некоторых особенностей деформационных свойств комбинированных материалов, обусловленных адгезионным взаимодействием между компонентами. Приведем примеры аномальных свойств комбинированных материалов. Цилиндрические образцы из серебра, армированные стальной проволокой, обнаруживают способность к удлинению, в 2 раза превышающему расчетное [288, 289]. Композиция, состоящая из тонких слоев Ag и Си или РЬ и 2п, при растяжении гораздо прочнее любого из компонентов [288]. ]Механизм упрочнения объясняют блокировкой дислокаций у поверхности раздела [288]. Двуслойный пленочный материал из двух нленок полиэтилена, соединенных полиизобутиленом, имеет предел прочности при растяжении выше, чем одинарная пленка той же толщины [291, 292]. Эффект упрочнения в этом случае объясняют блокировкой опасных дефектов одного слоя бездефектными участками прилегающего второго слоя, приводящей к синхронной работе слоев материала и перераспределению напряжений [291—293, 390]. [c.195]

В редких случаях детали испытывают одномерную нагрузку - растяжение, сжатие, чистый изгиб или кручение. Чаще нагрузка является комбинированной и в детали возникает плоское или объемное напряженное состояние, когда существенное значение имеют два или три главных напряжения. В этих случаях возникает задача выбора какой-то теории прочности для оценки эквивалентного напряжения. Условия прочности деталей из хрупких материалов хорошо отражает первая теория прочности - теория наибольших нормальных напряжений. Для оценки прочности деталей из материалов, обладающих пластическими свойствами, рекомендуется использовать третью теорию (наибольших касательных напряжений) или четвертую, энергетическую теорию прочности. [c.173]

Эти виды защиты (методы повыщения коррозионно-усталостной прочности стали) имеют лишь то отрицательное свойство, что улучшенный приповерхностный слой металла постепенно разрушается от коррозии. В связи с этим возник комбинированный метод защиты при помощи улучшения антикоррозионных свойств приповерхностного слоя металла или его электрохимической защиты и одновременного его упрочнения и создания в нем остаточных напряжений сжатия. К таким методам относятся в частности описанное в VI—8 приповерхностное азотирование стальных деталей, при котором значительно повышаются антикоррозионные свойства приповерхностного слоя металла. [c.179]

Комбинированное влияние более высокой долговечности, получаемое при одноосных испытаниях на длительную прочность, и эффекта перераспределения напряжений, наблюдаемого в конструкции, когда высоконапряженные зоны достигают третьей стадии ползучести, даст в результате более высокую долговечность сосуда, чем определяемая расчетным путем. Хотя для материалов с малой длительной пластичностью при разрушении этот выигрыш сравнительно невелик, следует полагать, что для материалов с умеренной пластичностью комбинированный эффект может дать вполне реальное увеличение долговечности, почти в 2 раза превышающее срок службы, установленный в расчетах по напряжению в сочетании со стандартными характеристиками 108 [c.108]

Предприняты попытки использования армированных стекловолокном эпоксидных смол при изготовлении изоляторов, работающих вне здания. Для повышения прочности таких изоляторов в ФРГ разработаны комбинированные конструкции, в которых стержень изготовлен из эпоксидных стеклопластиков, обладающих высокими прочностью на растяжение и ударной вязкостью, а юбка изолятора — из материала на основе циклоалифатической эпоксидной смолы, сохраняющего диэлектрические свойства при длительной эксплуатации. Во избежание пробоя по пограничному слою для получения герметичного соединения используют пасту из кремнийорганических эластомеров. В качестве материала юбки изолятора применяют также кремнийорганические эластомеры и политетрафторэтилен. В ФРГ уже более 10 лет на линиях высокого напряжения (1500 кВ) эксплуатируется свыше 15 тыс. изоляторов с юбками из кремнийорганических эластомеров. В США разработаны конструкции, в которых стержень изготовлен из армированной стекловолокном эпоксидной смолы, а юбка — из эластомерной композиции на основе этилен-пропиленового тройного сополимера. [c.107]

При использовании пленки в качестве конструкционного материала возникает требование долговечности изделия. Для формулирования этого требования надо знать вид напряженного состояния, характер изменения напряжений в изделии во времени и влияние температуры и окружающей среды на температурно-временную зависимость прочности полимеров. Долговечность и работоспособность пленки необходимо оговаривать не только в тех случаях, когда она находится в напряженном состоянии, но и тогда, когда она представляет собой комбинированный (многослойный) материал, который может расслаиваться, или в изделии из пленки есть сварные швы, которые могут разрушаться, или известно, что пленочный материал будет эксплуатироваться в условиях, способствующих его старению, и т. д. Итак, перейдем к формулированию требований, предъявляемым к полимерным пленочным материалам, применяемым в различных областях народного хозяйства. [c.30]

При работе болтов на растяжение максимальная прочность достигается, если армирующий материал крепежного элемента ориентирован в направлении нагружения. В условиях сложно-напряженного состояния более эффективно применять армирующие материалы с явно выраженной анизотропией свойств (например, рубленную стеклянную ткань) или комбинированные материалы (ровничную ткань со стекломатом в отношении 6 4). [c.57]

Рис. 247. Схематическое изображение различных вариантов изменения со временем ло кального усилия f на межатомной связи при постоянном среднем напряжении на теле-а) Связь разрывается постепенно дорастающим до предельного значения локальным усилием, б) связь разрывается ударным действием тепловой флуктуации при постоянном растягивающем усилии, в) комбинированный случай. Р —прочность связи на разрыв

При учете высказанных соображений становится очевидным, что долговечность адгезионных соединений, композиционных и комбинированных материалов не может монотонно повышаться с ростом интенсивности межфазного взаимодействия. Блокирование части активных центров поверхности подложки с помощью модификатора увеличивает расстояние между точками взаимодействия полимера с подложкой, что создает более благоприятные условия для протекания релаксационных процессов и тем самым способствует росту адгезионной прочности [87, 88]. Большое число прочных связей адгезива с подложкой затрудняет релаксацию напряжений, способствуют созданию локальных перенапряженных зон и в результате снижает адгезионную прочность. Поэтому иногда бывает выгоднее пожертвовать ча- [c.196]

В машиностроении перспективно применение комбинированных соединений, в частности, клеесварных. При нагружении комбинированного соединения клеевая прослойка воспринимает значительную часть напряжений, разгружая сварную точку и способствуя повышению ее долговечности. Такое перераспределение напряжений уменьшает их концентрацию у границ сварной точки и приводит к повышению прочности соединения. Сварные точки улучшают работу клеевого шва в условиях неравномерного отрыва и при циклических нагрузках. [c.157]

Пластмассы, армированные металлическим волокном, отличаются очень высокой прочностью благодаря тому, что основную долю напряжений принимает на себя армирующий материал . Создавая комбинированные материалы из металлических волокон и керамики, имеют в виду, что металлические волокна должны придать материалу все свои лучшие механические показатели. [c.179]

Первым шагом в создании клеевого соединения является выбор его конструкции и экономический анализ. Задача конструктора— создать соединение, которое должно гарантировать требуемую прочность, надежность и которое можно получить наиболее простым способом. Конструктор должен учесть все требования, предъявляемые в конструкции в условиях ее длительной эксплуатации, а также физико-механические свойства склеиваемых материалов и клея, характер и величину адгезионных сил на границе субстрата и клея, геометрию соединения, концентрацию напряжений в нем, возможность комбинирования склеивания с другими способами соединения и т. д. Конструктор, наконец, оценивает клеевое соединение и с точки зрения технологичности и даже его эстетичности. При этом должен учитываться экономический анализ, особенно при использовании склеивания для изделий, в которых раньше применяли другой [c.41]

Для исследования свойств анодною оксида (С — 1 -характеристики, электрическая прочность) проводят процеса анодного оксидирования на двух пластинах высокоомного кремния (р - - ЮООм-см), одну из которых окисляют в гальваностатическом, а другую —в комбинированном режиме до одного и того же напряжения при плотности тока 10 мА/см . Толщина полученного оксида должна быть порядка 2000— 2200 А, При получении пленки ЗЮа в комбинированном режиме строят зависимости 7 =/(т) для гальваноетатического учасгка и I =/(т) [c.133]

Естественные открытые трещины в горной породе могут существовать только в том случае, если одно из главных напряжений растягивающее. Прежде считали, что условия абсолютного растяжения не могут существовать в поле сжатия, преобладающего под землей. Однако на основании комбинированной (Гриффита и Мора) диаграммы разрушения (рис. 9.29) Секор показал, что трещины растяжения могут образовываться до глубины, на которой Ст1 = 3/С (где К — прочность на растяжение, МПа), и оставаться открытыми до глубины, на которой [c.366]

Комбинированные материалы изготовляются на основе тугоплавких металлов и полимерных связующих [623, с. 26]. С этой целью пиролитический графит, например, осаждали в виде тонких пленок па жидкие металлические подложки дЖ получения непрерывных волокон высокой прочности [624, с. 97908]. Разрушающее напряжение таких волокон составляло 840 МПа. Фирма Union arbide в промышленном масштабе производит углеродные волокна с модулем упругости ЫО —1,55-10 МПа. Такое волокно характеризуется значением разрушающего напряжения примерно 12,6-10 —14-10 МПа. В некоторых случаях о,, возрастает [625, с. 33] до 17,5-10 МПа. [c.299]

Сравнительно низкая прочность и жесткость, высокая ползучесть синтетических волокон ограничивают их применение в сильно нагруженных элементах конструкций. Этот недостаток органоволокнитов можно уменьшить путем введения в композицию небольших добавок жестких волокон, таких, как карбоволокна,. борные и стеклянные. В этом случае синтетические волокна способствуют повышению ударной прочности, эластичности и устойчивости комбинированного материала к истиранию, обеспечивают более равномерное распределение напряжений в конструкции,, снижают плотность, улучшают диэлектрические свойства, повышают монолитность и водостойкость материала. Минеральные волокна придают композиции высокую прочность и жесткость. [c.295]

Комплекс методов контроля должен охватывать определение не только стандартных характеристик пленок, таких как разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве, стойкость к многократным деформациям, сопротивление раздиру, электрическая прочность, тангенс угла диэлектрических потерь, диэлектрическая проницаемость и удельное объемное электрическое сопротивление, мутность и светопроницаемость, морозостойкость, водопоглощение, химическая стойкость и ряд других, но и специфических показателей качества пленочного материала и изделия, к которым относятся жиро-, аромато-, паро-, газо- и водопроницаемость [23] сопротивление расслаиванию (для комбинированных пленок), коэффициент трения, адгезия печатной краски, наличие канцерогенных веществ, блеск, электризуемость, липкость и т. д. [24, с. 81 ]. Большое значение для ряда пленочных материалов имеют [c.38]

Термообработку пленок из полиолефинов, а также из других негигроскопичных полимеров можно проводить в водной среде при 60—80 °С в течение длительного времени, доходящего до нескольких часов. При такой обработке пленку закрепляют в специальных держателях, чтобы избежать ее деформации. В воду можно добавить ющие средства. В результате обрабо -ки происходит снятие внутренних напряжений в пленке, меняется ее структура и улучшается шачивание. Однако термообработка является малоэффективным способом повышения адгезионной способности полимерных пленок более целесообразно использовать его для повышения адгезии в комбинированных пленочных материалах. Так, адгезионная прочность целлофан-полиэтилена и комбинированного материала из фольги и полиэтилена может быть повышена в 1,3—1,5 раза путем обработки их в течение 20—30 мин при 60—80 °С. [c.134]

Для более твердых материалов кручение является оригинальным решением. Благодаря Клаш и Бергу [35] метод стандартизован— ASTM D 1043—69 (Испытание на прочность нетвердых пластмасс в зависимости от температуры с помощью крутильных испытаний). Рассмотренный в разделе 3.3.2 метод обеспечивается простой аппаратурой, от которой не следует ожидать высокой точности результатов. Габзер и др. [36] изучали ползучесть при кручении некруглых брусков как инженерную проблему, а позднее Шарма и Вэн использовали тонкостенные трубки [37], которые являются желательными образцами (если необходимо получить постоянное сдвиговое напряжение на поперечном сечении), даже если их трудно изготовить с необходимыми допусками и изгибать при относительно малых деформациях. Большинство из опубликованных статей дает некоторые указания относительно того, насколько большое усилие следует заложить при конструировании аппаратуры и в методические разработки (см. раздел 1.3), но нет никаких сведений о точности комбинированной крутильно-растягиваю-щей аппаратуры Финдли и Джелсвика [6]. В их аппаратуре растягивающие и закручивающие силы могут быть приложены одновременно в любом соотношении с помощью применения одного груза. При этом можно обнаруживать растягивающую деформацию 3-10 и деформацию сдвига 4-10 , а экстензометр устроен таким образом, что между двумя измерениями не возникает взаимодействия. [c.93]

Методы, рассмотренные выше, оценивают комбинированные эффекты состояния материала и напряжения (или дефор- мации). Может также возникнуть необходимость изучения ухудшения таких свойств, как кратковременная прочность, и -за незащищенности ненапряженного материала от коррозии и окисления. Это только повлекло бы за собой необходимость испытания на прочность на образцах до их выдержки в средах. Рунке и Биритц описали исследование влияния этой выдержки образцов в обычных экспериментах по изучению образования трещин под напряжением [13], которые оказались успешными для быстрой оценки ABS полимеров. Образец вначале выдерживался в определенной среде при постоянной изгибной деформации до своего испытания на разрушение при изгибе с постоянной скоростью деформации. Авторы рекомендуют применение определенного интервала деформаций и времени выдержки. Обработка агрессивными средами всегда вызывает уменьшение энергии разрушения и часто потерю прочности. Эффект обусловлен природой взаимодействия. [c.140]

Клеесварные соединения получаются при совмещении процессов контактной сварки и склеивания металлов. Клеесварные соединения обеспечивают герметичность клеевого шва и возможность применения обычного сернокислотного анодированного для антикоррозионной защиты поверхности изделия 5, б, 42—44]. Кроме того, в комбинированных соединениях клеи можно использовать для защиты внутренней полости нахлестки от коррозии, заполняя ими зазор. При нагружении комбинированного соединения клеевая прослойка воспринимает значительную часть напряжений, разгружая сварную точку и способствуя повышеиию долговечности соединения. Такое распределение напряжений уменьшает их концентрацию у границ сварной точки и приводит к повышению прочности соединения. Наличие сварных точек, в свою очередь, увеличивает прочность клеевого шва при неравномерном отрыве и при циклических нагрузках. [c.338]

Адгезионная прочность влияет на механические свойства подложки, в частности в системах Си—СТГ—ПМ и Си—ПЭНД—ПЭТФ. Кривые зависимости относительного удлинения при разрыве и сопротивление разрыву фольги (рис. 3.35) имеют насыщение , т. е. влияние адгезии на механические свойства подложки постепенно прекращается. В ряде случаев наблюдается немонотонная зависимость механической прочности подложки и комбинированного материала в целом от адгезионной прочности. Это имеет место, например, при сочетании алюминиевой фольги с полимерами (рис. 3.36) [И]. Снижение механических характеристик системы после достижения определенного уровня адгезионной прочности авторы [11] объясняют возрастанием механических напряжений в граничном слое. [c.168]

Механизм торможения трещин в комбинированных материалах, развитый Куком и Гордоном, может быть дополнен современными данными о микромеханике разрушения, полученными в работах Журкова и его школы. Так, в [124] показано, что у вершины растущей трещины имеется облако зародышевых микротрещин, которые перемещаются вместе с макротрещиной, автоматически поддерживая у вершины растущей трещины высокую концентрацию напряжений. Распространение магистральной трещины контролируется скоростью регенерации и коалесценции первичных субмикротрещин [124]. В соответствии с этими данными, механизм Кука и Гордона получает дополнительное подтверждение. Если в зоне концентраций напряжений перед вершиной растущей трещины окажется граница раздела фаз, ориентированная благоприятным образом, и обладающая умеренной прочностью связи, то коалесценция первичных микротрещин в этой зоне приведет к микрорасслаиванию, благодаря которому приостановится дальнейшее продвижение магистральной трещины. [c.200]

Анализ поведения клеевых соединений показывает, что клеевой шов должен быть сплошным и как можно более тонким. Для большей части клеев существует определенная оптимальная толщина слоя, которую следует учитывать при конструиро-вании соединения и склеивании, чтобы достичь максимальной прочности. Одной из причин снижения прочности являются реологические процессы и внутренние напряжения, которые возрастают в случае толстого слоя клея. В комбинированном соединении часто используют несколько клеевых слоев, иногда вспомогательные субстраты или клеи с высоким содержанием наполнителей. Все это влияет на толщину слоя клея. [c.187]

Рис. 168. Кривые усталостной прочности СТЭР-1-30 вдоль основы на базе 1000 циклов 1 — комбинированная структура 2 — параллельная структура. Испытания проводились на изгиб с частотой 1 цикл/мин. Напряжение изменялось от 0,05 а в до (Ттах (ав для комбинированной структуры 5750 кгс/см , для параллельной — 3850 кгс/см ) [83].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология