Остаточные напряжения и анизотропия свойств

При изучении вопроса о прочности стали в коррозионных средах необходимо учитывать изменения механических свойств стали и их характеристик (прочности, выносливости и пластичности) под влиянием среды. Эти изменения происходят в зависимости от наличия анизотропии, неоднородности, дефектности и остаточной напряженности металла. Таким образом, при изучении прочности металла [c.5]

Преобразователи для контроля анизотропии механических и электрофизических свойств металлов. Одной из важнейших характеристик современных металлов и сплавов, во многом определяющей их механические и физические свойства, является степень совершенства кристаллографической текстуры, под которой понимается преимущественная пространственная ориентация зерен в полюфисталле. Текстура, обусловливая анизотропию свойств, обеспечивает избирательно в различных направлениях повышение пластичности, прочности, модуля упругости, магнитных свойств, стойкости металлических покрытий против коррозии и т. д. Создание в материалах совершенной кристаллографической текстуры является в ряде случаев одним из путей повышения их эксплуатационных характеристик. Для этого исследователям и специалистам-пракгикам необходимы методы и средства для получения сведений о типе и степени совершенства кристаллографической текстуры. Другой не менее важный аспект необходимости измерения анизотропии физических свойств металлов, обусловивший рождение на свет разнообразных конструкций датчржов, вызван необходимостью определения механических остаточных напряжений в деталях машин и механизмов, элементах строительных конструкций и т. д., выполненных из различных марок конструкционных сталей. Для этих целей используется явление магнитоупругого эффекта, под которым в общем случае принято понимать изменение магнитных свойств материала под воздействием механических напряжений. Измерив изменение величины или характера анизотропии магнитных свойств, можно, используя градуировочные кривые зависимости магнитных свойств исследуемого материала от величины механических напряжений, судить об их наличии в металле, а иногда и оценить их величину [50]. [c.134]

Таким образом, при измерениях фактически определяется алгебраическая сумма остаточных напряжений, обусловленных анизотропией свойств пирографита, и напряжений, возникающих в процессе его отложения. [c.187]

На примере толстостенных колец, полученных намоткой на оправку пропитанных связующим непрерывных волокон, обладающих цилиндрической анизотропией термоупругих свойств, показано, что даже при наиболее благоприятных режимах отверждения и последующего охлаждения в изделии появляются остаточные напряжения тем большие, чем больше степень анизотропии. В процессе охлаждения кольца с цилиндрической ортотропией свойств его наружный диаметр уменьшается, а внутренний, в отличие от изотропных колец, может увеличиваться. Это объясняется тем, что вследствие существенной разницы в термоупругих свойствах связующего и наполнителя и специфичности схемы укладки последнего в изделии, коэффициент линейного термического расширения материала в радиальном направлении оказывается значительно больше, чем по окружности изделия. [c.63]

Остаточные напряжения в готовом изделии можно рассчитать, суммируя напряжения натяжения с напряжениями, появившимися в результате снятия изделия с оправки, и напряжениями, обусловленными анизотропией термоупругих свойств материала изделия.. [c.67]

Анизотропию свойств изделий можно уменьшить за счет повышения температуры расплава. При заполнении формы расплавом с повышенной температурой и, следовательно, меньшей вязкостью возникают меньшие напряжения сдвига, кроме того, ускоряются релаксационные процессы. Все это в совокупности приводит к тому, что в конце охлаждения макромолекулы полимера имеют меньшую ориентацию, чем при литье с пониженной температурой, поэтому прочность изделия в направлении литья и анизотропия свойств снижаются (рис. 7.6). Остаточные напряжения при повышении температуры также уменьшаются. Такое же влияние на степень ориентации и ее однородность по толщине изделия оказывает температура формы. , [c.205]

При изучении вопроса о прочности керамики в коррозионных средах необходимо учитывать изменение механических свойств (прочности, выносливости) под влиянием среды. Эти изменения зависят от наличия анизотропии, неоднородной дефектности и остаточной напряженности материала и обусловлены предысторией материала и его структурой. [c.45]

Распространение (траектория) коррозионных трещин в сварных соединениях. Многочисленными исследованиями установлено, что в основном металле трещина распространяется нормально растягивающим напряжениям в условиях растяжения, изгиба, кручения [46]. В связи с неоднородностью свойств в сварном соединении распространение трещины определяется распределением напряжений собственных и от внешней нагрузки и анизотропией свойств. В сварных соединениях имеются следующие характерные зоны коррозионного растрескивания а) зона максимальных остаточных напряжений трещина развивается нормально растягивающим напряжениям б) концентраторы в) участки сварного соединения, наиболее восприимчивые к воздействию среды, в том числе вне зоны максимальных напряжений такими участками могут быть зона сплавления (высокопрочные стали, титановые и алюминиевые сплавы) переходная зона между металлом, претерпевшим структурные изменения, и металлом не претерпевшим последних (например, ач=ьр для титана) проме- [c.118]

Обобщая известные литературные данные по влиянию вида напряженного состояния на сопротивляемость сварных соединений различного рода разрушениям, можно заключить, что с увеличением жесткости напряженного состояния облегчаются процессы зарождения и развития разрушения в сварных соединениях, при этом наличие концентраторов напряжений, поля остаточных сварочных напряжений, коррозионно-активных сред является дополнительным охрупчивающим фактором, способствующим ускорению процесса разрушения. Установлено, что испытание при двухосном напряженном состоянии способствует лучшей выявляе-мости конструктивно-технологических дефектов сварного соединения, анизотропии свойств материала. [c.23]

Наиболее широкое распространение получили опыты, основанные на испытаниях тонкостенных трубчатых образцов, подвергаемых нагружению внутренним давлением или дополнительно различными комбинациями внешних сил (растяжение, сжатие, изгиб, кручение) - рис. 4.1 а. Эти методики являются наиболее универсальными в отношении диапазона реализуемых соотношений главных напряжений, а образцы, моделирующие оболочки, технологичны в изготовлении. Однако для этих испытаний характерны следующие недостатки малогабаритные тонкостенные образцы, которые не позволяют учесть влияние на прочность масштабного фактора, анизотропии свойств, состояния поверхности реальной оболочки, наличия остаточных сварочных напряжений. Не вполне корректно использовать трубчатые образцы для оценки трещиностойкости, так как появление даже незначительной трещины в стенке образца неизбежно приведет к местному выпучиванию оболочки в этой области и искажению результатов испытаний [44]. [c.98]

Образование новых связей в деформированных полимерах может вызвать закрепление новой формы, накопление остаточных деформаций и релаксацию напряжений, а также анизотропию некоторых свойств. [c.225]

Согласно опытным данным, адсорбирующиеся остаточные газы (примеси) существенно влияют на структуру и свойства металлических конденсатов. Активными газами считаются, в частности, пары воды и кислород. Для получения высококачественных металлических конденсатов парциальные давления газообразных примесей необходимо предельно снижать. Следует учитывать также скорость конденсации и угол падения молекулярного пучка на поверхность. Эти факторы влияют на степень неравновесности пленок, анизотропию физических свойств, напряжения в пленках и т. п. [c.9]

В университете г. Осака X. Фукуока с группой ассистентов проводит широкомасштабные экспериментальные исследования акустоупругих свойств конструкционных материалов, изучает, в какой мере влияют на результаты эксперимента непостоянство температуры, структурная анизотропия и некоторые другие факторы, разрабатывает аппаратуру и методики контроля остаточных напряжений [187, 188, 190 - 192,212, 214 - 217, 292, 348]. [c.23]

Вследствие расширения потока расплава термопласта в форме перпендикулярно направлению течения в нем возникают соответствующие ориентационные напряжения. Оба указанных процесса ориентации происходят одновременно и, складываясь, могут привести к двухосной ориентации материала в изделии. При этом степень ориентации уменьшается по мере удаления от входного отверстия формы, что обусловливает анизотропию свойств изделия в нанрашлении течения. Различие в степени ориентации по длине и в поперечном сечении изделий приводит к возникновению внутренних остаточных напряжений, к-рые могут привести к деформации изделий, их растрескиванию и др. [c.38]

В изотропных композиционных материалах с порошкообразными или хаотично распределенными анизометрическими частицами наполнителя остаточные напряжения, обусловленные различием в термоупругих свойствах связующего и наполнителя, оказываются уравновешенными в объеме, соизмеримом с размером поперечного сечения частицы наполнителя или пленки связующего, заключенной между двумя частицами наполнителя. Такие напряжения имеют небольшой радиус действия и поэтому относятся к разряду микронапряжений. В изделиях из материалов с ярко выраженной анизотропией свойств в различных направлениях (например, в изделиях с цилиндрической анизотропией свойств материала) могут возникнуть и композиционные микронапряже- [c.48]

Рис. 11.8. Характер распределения радиальных Орад и окружных окр остаточных напряжений в толстостенном кольце с цилиндрической анизотропией термоупругих свойств.

Сопоставление значений гоая даОпоказывает, что их отношение yw=Wo/WQ в тех случаях, когда величина не зависит от скорости бойка V, лежит, как правило, в пределах от 1,2 до 2, т. е. несильно отличается от единицы. Этого и следовало ожидать для вполне хрупкого характера разрушения при ударе, что проявляется в независимости Шо от и. Если величина шо зависит от V, то для наименьших значений и>а, отвечающих наибольшим скоростям и соответственно более отчетливому проявлению хрупкости, отношение оказывается обычно в пределах, близких к единице. Для более высоких значений йу овеличина утг может достигать 3—5. Это повышение ударной вязкости при ударе по торцу с относительно небольшой скоростью свидетельствует о том, что в данных условиях материал проявляет уже меньшую хрупкость, т. е. обнаруживает способность к некоторым остаточным деформациям. Можно сказать, что такого рода испытания позволяют выявить те оптимальные свойства, которые заложены в данном материале. Вместе с тем имеется возможность обнаружить и недостатки технологии. Характерный пример — испытанные образцы катализатора КНФ. В данном случае максимальные значения составляют 500—600 Гсм/см , что по сравнению с другими материалами по крайней мере не ниже среднего. Однако эти значения отвечают резко повышенному отношению уш, до 7 и более, т. е. очень низкому уровню г о. которое и опреде ляет в конечном счете сопротивляемость гранул ударным воздействиям в реальных условиях. Столь большие значения yw, при малых а о связаны, очевидно, с сильной анизотропией гранул — внутренними напряжениями и склонностью к расслоению. [c.50]

Магнетоэлектреты были впервые получены в 1965 г. [125, 126]. Порошки полимеров ПММА, ПВХ, ПС, ПЭ, а также шеллачного воска, церезина насыпали в чашку из слюды толщиной 1 мм и площадью 4 см , имеющую обогрев. Чашку помещали в зазоре между полюсами магнита. После нагревания до температуры размягчения полимера подавали магнитное поле напряженностью 6,5-ь 11,3 кГс и проводили охлаждение образцов до комнатной температуры в магнитном поле. После извлечения образцов из формы они оказывались заряженными. Начальные поверхностные заряды часто имели одинаковый знак с двух сторон. В процессе хранения знак заряда на одной из сторон изменялся на обратный, после чего уменьшение величины зарядов (остаточной поляризации) происходило более медленно. Авторы оценили вклад зарядов, появившихся от трения, плавления и других побочных эффектов, и нашли, что их время жизни значительно меньше времени жизни магнетоэлектретов. Величина остаточной поляризации существенно зависела от напряженности магнитного поля, в то время как составляющая избыточного заряда — компонента, придающая одинаковый знак заряду на обеих сторонах, не зависела от магнитного поля. Полагают, что возникновение поляризации обусловлено изменением диэлектрической проницаемости материалов в магнитном поле в связи с анизотропией диамагнитных свойств молекул. [c.73]