Циклические напряжений теория

Теория напряжения Байера в свое время удовлетворительно объясняла нестойкость циклов малого размера (трех- и четырехчленных). Однако впоследствии было установлено, что тетраэдрические атомы углерода в циклических системах не находятся в одной плоскости, поэтому возможно построение шестичленных циклов и любых циклов большего размера, свободных от углового напряжения. [c.90]

Четыре атома углерода, согласно Байеру, образуют квадрат с углами 90°, пять атомов углерода образуют пятиугольник с углами 108°, а шесть атомов — шестиугольник с углами 120°. Вполне очевидно, что образование пятиугольника по существу не приводит к возникновению напряжений в связях атомов углерода, связи атомов в шестичленном кольце напряжены лишь в небольшой степени. Следовательно, с помощью теории напряжения Байера можно было по-видимому, объяснить, почему среди природных циклических соединений преобладают пяти- и шестичленные . [c.90]

Впервые объяснение различной устойчивости циклических систем дал немецкий химик А. Байер в своей теории напряжения (1885). Байер попытался связать устойчивость циклов с особенностями их строения. При этом он исходил из двух предположений во-первых, циклические системы должны быть плоскими, во-вторых, за меру напряженности (или устойчивости) цикла Байер принял любое отклонение валентных углов от нормального угла 109°28 (угол в правильном тетраэдре). Именно такое отклонение валентных связей и обусловливает легкость или трудность образования цикла и создает, по Байеру, в молекуле напряжение, которое понижает ее устойчивость. Например, у простейшего алициклического соединения — циклопропана, который можно изобразить в виде равностороннего треугольника (рис. 27), направление валентных связей отклоняется [c.271]

Строение и устойчивость циклических соединений зависят от величины цикла и его сопряженности. Несопряженные циклы в комплексах в отличие от сопряженных обычно неплоские. Конфигурацию их можно предсказать, используя теорию напряжения Байера. Согласно этой теории наиболее выгодны энергетически те соединения, в которых сохраняются нормальные валентные углы и нормальные длины связей. [c.67]

Различие в энергиях двух конформаций циклогексана, а также отмеченное выше наличие некоторого напряжения у цикло-пентана не могли быть объяснены с позиций теории Байера — Заксе — Мора из-за отсутствия у этих циклов углового напряжения. Стало очевидным, что напряжение в молекулах циклических углеводородов может быть обусловлено какими-то другими причинами. [c.479]

Причина неспособности двухосновных кислот с карбоксилами в положении 1,3 или 1,2 образовывать циклические ангидриды была объяснена на основе теории напряжения (А. Байер, 1885). С точки зрения этой теории, взаимодействие тех или иных групп внутри одной молекулы (в случае двухосновных кислот— карбоксилов) легко протекает тогда, когда для их сближения не требуется значительное напряжение, связанное с необходимостью уменьшения валентных углов углеродных атомов, образующих цепь. Нормальные валентные углы углерода, в соответствии с представлениями о пространственной направленности его связей, равны 109°28 (стр.24). [c.176]

Как мы увидим в дальнейшем, в соответствии с теорией напряжения циклы из шести и пяти атомов являются наиболее прочными циклическими системами (стр. 310, 311). [c.177]

Теория напряжения способствовала развитию предстанлепий о пространственном строении циклических соединений. Изображая на плоскости строение различных алициклических углеводородов, А. Байер рассчитал для них углы между валентностями, соединяющими углеродные атомы. На основе своей теории А. Байер объяснял, почему наиболее устойчивы пяти- и шестичленные циклы. Отсутствие научно обоснованного представления о природе валент- [c.227]

Согласно теории напряжения циклических соединений вероятность циклизации бифункциональных соединений определяется разностью между энергиями образования одних и тех же связей в цикле и в соединении с открытой цепью. [c.134]

Важным моментом при обсуждении связи между структурой и энергией циклических систем является вопрос об энергии напряжения. Энергия напряжения молекулы (не путать с пространственной энергией) может быть определена различными путями [77]. Качественно признают наличие напряжения в молекуле или ее части, если форма молекулы не отвечает нормальным параметрам структурной теории. Циклопропан, например, очевидно более на- Ряжен, чем пропан или циклогексан. Ниже обсуждена энергия Напряжения с точки зрения двух стандартных моделей энергии [c.113]

Методики расчета на прочность затворных деталей сосудов высокого давления в действующей нормативно-технической документации как при выборе основных размеров, так и при поверочном расчете основаны на использовании классических аналитических решений соответствующих модельных задач теории упругости и пластичности. Опыт эксплуатации конструкций и результаты прочностных испытаний в этом случае учитываются с помощью поправочных коэффициентов. Такой подход к расчету в нормативно-технической документации не позволяет установить действительное напряженное и деформированное состояние ответственных деталей. Знание этих напряжений необходимо не только при расчете деталей сосуда на прочность, герметичность и оценку возможной концентрации напряжений, но и для расчета конструкции при циклическом нагружении, на сопротивление хрупкому разрушению, при рассмотрении вопросов коррозионно-механического разрушения и т. п. [c.227]

Приближенные верхние оценки для параметров предельного цикла могут быть получены при использовании кинематических методов, т. е. методов, опирающихся на кинематическую теорему (п. 5.6.5). Преимуществом этих методов является четкое кинематическое представление о характере возникающей циклической пластической деформации, ее механизме. Они используются лишь для определения условий прогрессирующего формоизменения, поскольку знакопеременное течение носит локальный характер и соответствующее предельное условие определяется на основании указанного выше приближенного критерия (изменение упругих напряжений в точке конструкции превышает 2а,). [c.331]

При нормировании циклической прочности магистральных трубопроводов необходимо учитывать общую и местную нагруженность. При поверочном расчете используют приведенные эквивалентные напряжения, вычисленные по соответствующим теориям прочности. [c.397]

Режим испытания с постоянной скоростью нагружения можно рассматривать как частный случай циклического режима, при котором разрушение наступает в конце первого полупериода, при этом 02 имеет смысл разрывного напряжения <Тр при данной скорости нагружения. Уравнение выведено для значений оа, меньших Ор, когда число циклов до разрушения достаточно велико. Но для большого числа N эта формула не согласуется с экспериментом, так как происходит локальный перегрев. Теория долговечности полимеров при циклических нагружениях, построенная с учетом локальных перегревов, проведенным с помощью аналитического аппарата задачи теплопроводности с движущейся границей и источником тепла, предложена в работе [7.66]L Эта теория применима и при больших N. [c.216]

Н. А. Домни н. Строение циклических соединений в свете теории напряжения. ОНТИ, Химтеорет, Л. (1936). [c.207]

Анализ многих практических результатов показывает, что, несмотря на отмеченные недостатки, линейный закон суммирования повреждений — наилучший для использования в конструкторских расчетах. Эксперименты показывают [28], что этот закон особенно пригоден в тех случаях, когда циклические нагрузки с различным уровнем напряжений в течение всего срока службы равномерно распределены сравнительно небольшим И блоками (по числу циклов). Наиболее точные расчеты получаются только в тех случаях, когда заранее и достаточно детально известна последовательность циклической нагрузки. Однако при расчете сосудов обычно такой информации нет. Кроме того, ни одна из более сложных теорий не имеет исчерпывающе полного обоснования ввиду огромного разнообразия различных факторов, оказывающих влияние на процесс и конечный результат суммирования повреждений, таких, как деформационное упрочнение или разупрочнение, концентрация напряжений, и все прочие факторы, которые влияют на процесс роста трещин. [c.76]

Одним из первых успехов только что нарождавшейся стереохимии Циклических соединений явилось создание теории напряжения Байера, успешно и красиво объяснившей неустойчивость циклопропана и циклобутана и высокую стабильность соединений ряда цикло-пентана. Байер обратил внимание на то, что в трехчленных и четырехчленных кольцах по очевидным геометрическим причинам валентные углы углерода (109°28 ) должны уменьшиться до 60 и 90°, соответственно, создавая в результате значительное напряжение молекул. Наоборот, в пятичленном кольце циклопентана по той же причине углы почти точно соответствуют валентному углу. Однако дальнейшее развитие теории встретилось с неожиданными трудностями. Плоские, по представлениям Байера, кольца циклогексана, циклогептана и т. д. должны были бы характеризоваться растущим с увеличением кольца напряжением, но оказалось, что они весьма устойчивы. Особенно устойчивыми оказались циклогексан и его производные, а также синтезированные Ружичкой соединения с числом атомов С в цикле от 15 до нескольких десятков. По теории напряжения существование таких соединений вообще считалось невозможным. Правда, в дальнейшем Заксе и Мор показали, что циклогексан может быть свободен от байеровското напряжения, если его атомы углерода расположены не в плоскости, а в пространстве. Они предложили две такие пространственные модели, получившие названия кресла XI и ванны, или лодки, XII. Казалось бы, эти формы совершенно равноценны и должны отвечать двум изомерным цик-логексанам, которые, возможно, трудно или совсем неразделимы. Однако в дальнейшем различными физическими методами (с помощью спектров комбинационного рассеяния [571, ИК-спектроскопин [c.37]

Для процесса поликонденсации имеет значение не только природа и число функциональных групп в молекуле мономера, но и расстояние между ними. Дело в том, что при взаимодействии функциональных групп, отделенных друг от друга тремя или четырьмя атомами углерода, может образоваться (на первой стадии) вместо линейной молекулы циклическое соединение (пяти- или шестичленный цикл), устойчивое согласно теории напряжения Байера. Например, из у-оксимасляной кислоты в результате внутримолекулярной конденсации образуется вместо полимера циклический бутиролактон [c.402]

При исследовании трения и износа металлов в жидких, в том числе смазочных, средах все большее внимание уделяется усталостной теории изнашивания С16,17]. В соответствии с этой теорией материал поверхностного слоя, прилегающий к контактирующим поверхностям, в процессе трения подвергается циклическим знакопеременным нагрузкам, в результате действия которых происходит накопление повреждений образование трещин и усталостное разрушение материала, получившее название контактно-фрик-ционной усталости. Как объемная, так и контактно-фрик-ционная усталость является результатом накопления повреждений при многократном циклическом воздействии напряжений, меньшем пределе упругости, поэтому закономерности разрушения и характер влияния жидкой среды в обоих случаях могут быть во многом идентичны. [c.10]

Классическая теория напрякения Бейера исходила из предположения о том, что циклические системы имеют плоскую структуру. На этой основе легко было определить напряженность цикла, вычисляя разницу между нормальным тетраэдрическим углом углерода и углом правильного многоугольника, образующего ту или иную циклическую систему. Для циклоалканов это напряжение должно выражаться в следующих значениях угла а при величине цикла п [c.131]

В заключение необходимо подчеркнуть, что прочность полимеров, как правило, в несколько раз ниже теоретической, что обусловлено наличием дефектов — концентраторов напряжений. Наличие дефектов приводит к тому, что определяемое значение прочности является среднестатистическим. Существует разброс значений прочности и проявляется влияние масштабного фактора на прочность. Теорией, качественно правильно объясняющей закономерности прочности твердых полимеров, является теория Гриффита, отклонения от которой тем больше, чем большая доля упругого напряжения в разрушаемом образце идет на потери, связанные с процессами деформации. Наряду с понятием прочности по Гриффиту существует понятие долговечности, т. е. времени, в течение которого образец разрушается под действием данного напряжения, меньшего чем Ор. Установлена прямая пропорциональность между 1дтр и а для твердых полимеров, малодеформируемых в момент разрушения, и прямая пропорциональность между ]gтp и lga для эластичных полимеров (резин). Аналогичным образом прн динамическом режиме нагружения циклическими нагрузками существует прямая пропорциональность между gNp и ао для твердых полиме- [c.212]

Углеродный скелет циклопропана представляет собой равносторонний треугольник с валентным углом 60 эта величина значительно отклоняется от нормального тетраэдрического направления валентностей атома углерода в состоянии хр -гибридизации (109 28 ). Неизбежно должны отклоняться от своего нормального положения валентности атомов углерода, входящих в состав колец циклобутана С4Н8, циклопентана С Н,,. На эту особенность строения циклических соединений обратил внимание в конце прошлого века А. Байер в своей теории напряжения . [c.103]

В других теориях во фронт-фактор вместо циклического ранга включаются числа эластически активных цепей либо узлов [69, 70]. Разность между этими двумя величинами, для вычисления которых также успешно применяется теория ветвящихся случайных процессов [71], оказывается равной циклическому рангу сетки [67]. Делаются попытки выяснить [72] влияние на эластическую энергию различных дефектов сетки неактивных и коротких циклов, висячих концов и т. п. Па такие вопросы теория графов может помочь найти ответ. Однако даже для бездефектных сеток в настоящее время нет общепринятой модели высокоэластичности, которая позволила бы однозначно выразить связь между напряжением и деформацией в терминах топологической структуры сетки [68, 72— 74]. Это делает проблему корректного описания полимерных сеток одной из наиболее дискуссионных в настоящее время. [c.175]

Применение такого подхода к циклогексану требует, чтобы внутренпий угол между связями в этом соединении составлял 120° (внутренний угол шестиугольника), и предполагает, что циклогексан будет обладать большим напряжением, чем циклопентан. Однако экспериментальные данные, приведенные в табл. 7-2, не согласуются с этим выводом. Возникшее противоречие является следствием того, что теория Байера базируется на допущении о плоском строении всех циклических систем. На самом деле только циклопентан и циклы с меньшим числом атомов можно рассматривать в нервом приближении как плоские поэтому трудно ожидать, чтобы циклогексан и большие циклы следовали предсказаниям, сделанным па основе теории [c.268]

Вскоре после того, как Байер опубликовал свою теорию напряжения, Закс установил, что можно построить неплоские модели циклогексанового кольца, в которых все валентные углы будут тетраэдрическими [27] или близкими к ним. Если углеродные атомы циклогексана расположить в одной плоскости, го они образовали бы лишь один шестиугольник с углами между связями в 120°, что привело бы к значительному байеровскому напряжению. Более того, в плоской форме должны были бы проявиться сильные взаимодействия за счет заслонения, возникающего между вицинальными водородными атомами. Закс показал, что ненапряженные углы между связями, равные 109,5°, могли бы существовать, если бы атомы углерода находились в альтернирующих положениях выше и ниже общей плоскости кольца. При таком расположении атомов углерода вицинальные водородные атомы становятся заторможенными и, таким образом, устраняются неблагоприятные взаимодействия, связанные с заслонением. Неплоская высокосимметричная форма циклогексана, предложенная впервые Заксом, в настоящее время повсеместно рассматривается как конформация кресла (см. ниже). Закс рассмотрел также другую, менее жесткую модель неплоского циклогексана, которую он называл гибкой формой. Хотя некоторые дополнительные соображения, на которых был основан анализ Закса, были отброшены Мором [28], все же этот анализ явился первым проникновением в конформационные свойства циклических молекул. В настоящее время имеется много доказательств того, что наиболее устойчивой конформацией циклогексана и многих его производных является конформация кресла. На приведенных выше проекциях Ньюмена подчеркнуто заторможенное положение атомов водорода в кольце. Из этой конформации вытекает существование двух типов связей углерод — водород. Конформация кресла имеет простую ось симметрии третьего порядка. Шесть связей С—Н примерно параллельны этой оси три направлены вверх, а три — вниз. Эти связи называют аксиальными. Остальные шесть С—Н-связей почти перпендикулярны оси симметрии, их называют экваториальными [c.83]

Теория Байера предсказывает, что циклические соединения образуются тем легче, чем меньше напряжение в их молекулах. Но в ряду, например, полиметиленоксидов это правило не соблюдается окись этилена с наибольшим напряжением в молекуле образуется очень легко, а триметиленоксид, у которого напряжение в молекуле гораздо меньше, образуется трудно и с малыми выходами . С бромистым водородом триметиленоксид при нагревании до 100 °С образует не бромгидрин, как окись этилена, а дибром ид . [c.18]

До сих пор рассматривалась теория прочности полимеров в очень важном режиме испытания а = onst. На практике интересны, конечно, и другие временные режимы деформации, например испытания полимера при заданной деформации в режиме релаксации напряжения. При стандартных испытаниях на разрывных машинах реализуется режим постоянной скорости растяжения, а при циклических нагрузках или многократных деформациях реализуется динамический режим с периодическим законом изменения параметров. [c.183]

Гольдшмидт ., Стереохимия, ОНТИ, 1940, стр. 63 Домнин H., Строение циклических соединений в свете теории напряжения, Гостехтеорет-издат, 1936, стр. 158. [c.36]

Адольф Байер (1835—1917) начал исследования под руководством Р. Буизена, но вскоре перешел в частную лабораторию А. Кекуле в Гейдельберге. В 1858 г. последовал за А. Кекуле в Гепт. С 1864 г. — профессор в Берлине, а с 1873 г. — преемник Ю. Либиха в Мюнхене. В 1905 г. — лауреат Нобелевской премии. Особенно значительны его исследования производных мочевой кислоты. Он установил строение индиго, в 1885 г. высказал теорию напряжения, объясняющую устойчивость циклических соединений. [c.180]

Установленный выше особый характер свойств алкиленими-нов, связанный с их электронодонорной способностью, согласуется с результатами Броуна и Герштейна [в1] по устойчивости соответствующих комплексов с триметилборо м. Для объяснения своих результатов, а также особенностей основности циклических иминов авторы привлекают теорию /- и / -напряжений. В рассматриваемом случае циклических иминов эта теория чисто качественно объясняет полученные результаты конкурирующим влиянием двух факторов изменения угла между валентностями азота гари образовании комплексов (по сравнению с исходной молекулой основания /-напряжение), которое имеет наибольшее значение для малых циклов, и пространственными затруднениями образованию комплекса при взаимодействии [c.64]

Вместе с тем анализ эксплуатационных повреждений и обоснование прочности высоконагруженных деталей мащин и элементов конструкций при штатных и аварийных ситуациях в хрупких состояниях остается трудно решаемой в теоретическом и экспериментальном плане задачей. Это в значительной степени связано со сложностью анализа напряженного состояния и критериев разрущения в элементах конструкций при возникновении упругопластических деформаций. Трудности, возникающие при исследовании напряжений и деформаций в наиболее нагруженных зонах (места концентрации напряжений и совместного действия напряжений от тепловых и механических нагрузок) в неупругой области, объясняются отсутствием аналитического решения соответствующих краевых задач в теории пластичности и тем более в теории циклической пластичности, за исключением осесимметричного нагру>гсения пластин или дисков (с отверстием). Для других случаев концентрации напряжений используются в основном приближенные способы, основанные на применении соответствующих кинематических гипотез или на методе упругих решений. Развитие средств вычислительной техники и методов конечных разностей и конечных элементов способствует значительному расширению возможностей при исследовании упругопластических напряженных состояний в зонах концентрации. Эти средства используются не только в исследовательских, но и в инженерных целях. Однако решение большого числа уравнений для деталей сложных конструктивных форм в случае статического и особенно циклического нагружения требует значительного машинного времени и соответствующей подготовки исходной информации. Кроме того, получаемые при этом результаты имеют значение, как правило, для рассмотренных конструкций, материала и уровня нагрузок. [c.151]

Рассмотрение стабильности моноциклических насыщенных углеводородов с точки зрения теории напряжения Байера показывает, что наиболее про чными должны быть пяти- и шестичленные циклы (первые из них—-в особенности). В полном согласии с этим гюложением находится тот факт, что среди нафтенов,. присутствующих в нефти, преобладают производные циклопентана и циклогексана. Химические свойства соответствующих углеводородов тоже хорошо согласуются с теорией Вауег а действительно, циклические системы, содержащие [c.98]

Принципиальной важности исследования выполнены Куи-шинским с сотр. [7.68—7.71]1 — закономерности медленного роста трещин в полимерных стеклах (ПММА и др.) в области квазихрупкости при статическом и низкочастотном циклическом режимах нагружения в условиях кручения. Крутящий момент изменялся по пилообразному закону от Мт п до Л4тах. Циклы нагружения имели периоды от 1 до 2000 с (г<1 Гц), при которых практически отсутствует разогрев материала в концевой зоне трещины. При статическом режиме установлено существование пороговой величины удельной работы разрущения, при которой устойчивый рост трещин прекращается. Этот результат согласуется с выводом термофлуктуационной теории прочности о существовании безопасного напряжения, при котором скорость роста трещины V—ф, а работа разрушения стремится к минимальному значению, поскольку все виды механических потерь, зависящих от скорости роста трещины, обращаются в пуль. Характеристическая энергия разрущения Ок, отвечающая пороговому напряжению Гриффита Оо (см. гл. 4), соответствует пороговой величине удельной работы разрушения Wts При удельной работе разрущения W[c.217]

Применительно к проблеме усталости при знакопеременных напряжениях использование теории Мизеса связано с практическими неудобствами, поскольку интенсивность напряжений не имеет направления или знака благодаря тому, что квадратный корень в выражении (2.8) нельзя отнести к какому-либо выбранному направлению. Однако разность напряжений может быть легко выражена через знакопеременные напряжения. Если направления главных напряжений изменяются в течение цикла, теория Мизеса становится некорректной. Это было показано экспериментально Финделем [8], изучавшим усталостные разрушения вращаюшегося диска, сжатого в диаметральном направлении при фиксированной нагрузке. В этом случае изменялись направления главных напряжений, но сохранялась постоянной энергия формоизменения, что согласно теории Мизеса не должно было бы приводить к разрушениям. Кроме того, по теории Треска, базирующейся на касательных напряжениях в фиксированной плоскости как критерии разрушения, расчетная долговечность соответствовала экспериментам Финделя. Следовательно, для практического использования, рекомендуется критерий Треска как наиболее простой, надежный и пригодный для широкого круга реальных условий циклического нагружения. [c.64]

J. В г е d t. Lieb. Ann., 437, 1 (1924) см. H. A. Домнин, Строение циклических систем в свете теории напряжения, Химтеорет, 1936, стр. 123 [c.590]

Такое очень сжатое изложение теории молекулярных орбит в применении к циклическим полиенам иллюстриг рует важность для химии ароматических соединений так называемого правила 4л -Ь 2 . Это правило основывается на том обстоятельстве, что для циклических систем с атомными 2ртг-орбитами все молекулярные тс-ор-биты, за исключением орбиты с наинизшей энергией, являются дважды вырожденными, так что для заполнения всех орбит с энергией меньше определенного значения или равной ему требуется 4л -Ь 2 электрона. Поэтому ненасыщенные шестичленные циклы являются наиболее стабильными не только из-за отсутствия для них углового напряжения в системе о-связей, но также и вследствие того, что 6 есть число вида 4л -Ь 2. Правило 4л [- 2 оказывается, однако, применимым не только к [c.22]

Смотреть страницы где упоминается термин Циклические напряжений теория: [c.518] [c.227] [c.74] [c.956] [c.80] [c.413] [c.208] [c.335] [c.86] [c.463]

Химия этилениамина (1966) -- [ c.64 ]

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Напряжения циклические

Справочник химика 21

Химия и химическая технология