Реальные материалы

Нормы проектирования требуют, чтобы напряжения не превышали предельного напряжения сдвига в том диапазоне, где конструкционные материалы должны подчиняться закону линейной упругости. Реальные материалы, однако, только приближенно можно считать упругими, так что при нагрузке и разгрузке даже ннже предельного напряжения сдвига обнаруживается узкая петля гистерезиса. Отклонение от свойств чисто упругих материалов возрастает вместе с увеличением напряжений. Обычно к такому отклонению приводят длительные нагрузки и повышение температуры. Во многих случаях для расчетных целей применяются методы теории линейной упругости. В этом параграфе в силу их важности рассматриваются некоторые частные вопросы зависимости деформации от напряжения. Например, демпфирующая способность трубы теплообменника может возрасти на порядок, если труба находится под высоким давлением. Точно так же упругие постоянные и демпфирующая способность существенно меняются, если температура в процессе эксплуатации возрастает, это приводит к различию экспериментальных результатов, полученных при холодной прогонке и низких давлениях по сравнению с реальными условиями эксплуатации. [c.196]

Следует отметить, что в реальных материалах могут наблюдаться отклонения от симметричного характера изменения электродного потенциала и скорости коррозии при деформациях растяжения и сжатия. В частности, одной из причин могут быть вторичные явления, связанные с перераспределением активности катодных участков в местах сегрегации углерода сжатие кристаллической решетки уменьшает подвижность атомов углерода вследствие уменьшения межатомных расстояний. [c.193]

По этим причинам в настоящем параграфе не только вводится идеализированный линейный подход для описания модулей упругости, применяемый в простых инженерных расчетах, но и указываются также главные источники ошибок, проистекающих из неверного понимания поведения реальных материалов. [c.196]

Говорят, что образец является упругим, если каждому напряженному состоянию отвечает единственное деформированное состояние. Так, например, длина идеально упругого образца, подвергаемого растяжению, для данного значения напряжений одинакова вне зависимости от того, достигнуто ли данное значение напряжения приуменьшении или увеличении нагрузки. Поведение реальных материалов может лишь приближаться к идеально упругому, по- [c.197]

В обеих таблицах представлены интегральная нормальная (п() и интегральная полусферическая (Ы) излучательная способность. Данные по другим зависимостям, таким, как. зависимость от длины волны, или по другим параметрам, например поглощающей или отражательной способности, не приведены. Отбор материалов также нуждается в комментарии. Хотя в литературе, включенной в список, сопровождающий таблицы, приведены данные по многим материалам и для различных поверхностей, было установлено, что состояние поверхности зависит от начальной температуры, способа обработки внешних условий, что оказывает влияние на свойства поверхности и, следовательно, па излучательную способность. Большие изменения излучательной способности наблюдаются при малых изменениях в способе обработки поверхности образца или даже при видимом отсутствии таких изменений. По этой причине данные, приведенные в таблицах, следует рассматривать как значения, дающие лишь приближенное представление о поведении реальных материалов. [c.255]

Такое распространение формулы контактного упрочнения для оценки вязкой прочности из реальных материалов не ново [15] и для случая осесимметричной деформации однородной мягкой прослойки со степенным законом деформационного упрочнения теоретически подтверждено в работе [2]. [c.227]

Теоретически идеально упругие твердые тела, не имеющие поверхностных дефектов, не должны подвергаться усталостному износу. Однако в реальных материалах обычно возникают поверхностные и внутренние микротрещины, которые, прорастая, образуют большие сквозные трещины. Известно, что полимеры очень подвержены усталостному износу. [c.90]

Реальные материалы сочетают в себе в разных комбинациях свойства идеального упругого и вязкого тела и элемента сухого трения. Это можно показать с помощью механических моделей реальных материалов, составленных из механических эквивалентов (моделей) идеальных реологических тел (рис. VII.2. и VII,3). [c.182]

Прочность и долговечность являются важнейшими свойствами полимерных материалов. Прочность реальных материалов не является материальной константой, так как зависит от многих факторов — времени или скорости действия нагрузки, температуры, вида напряженного состояния и др. Можно назвать две основные причины этого. Первая — существование во всех реальных материалах структурных дефектов и прежде всего микротрещин. Вторая — термофлуктуационный механизм разрыва химических связей. Соответственно этому возникли два подхода к прочности твердых тел механический и кинетический. Механический подход имеет свои достоинства и недостатки. Так, механика разрушения является основой инженерных методов расчета прочности деталей и конструкций, находящихся в сложнонапряженном состоянии. Математическая теория трещин, позволяющая рассчитывать перенапряжения вблизи микротрещины, является большим достижением механики разрушения. В то же время механический подход оставляет в стороне физические атомно-молекулярные механизмы разрушения и физическую кинетику разрушения в целом. Кинетический подход исходит из термофлуктуационного механизма разрушения, общего для всех твердых тел, в том числе и для полимеров. Суть этого механизма заключается в том, что химические связи в полимере разрываются в результате локальных тепловых флуктуаций, а приложенное напряжение увеличивает вероятность разрыва связей. [c.331]

Возмол<иы и другие, в том числе более сложные сочетания основных реологических элементов, адекватность которых реальным материалам достигается подбором величин I, Г], 11, О. [c.185]

Прочность при одновременном разрыве всех химических связей вдоль поверхности разрыва относится к теоретической прочности 0т (при О К) или к предельной прочности Оп при температурах, отличных от абсолютного нуля. Причина низкой прочности реальных материалов (техническая прочность) заключается в наличии в них микротрещин и других слабых мест (дефектов) структуры. Под действием внешних или внутренних напряжений (I рода) возникают локальные концентрации напряжений, которые при относительно небольших нагрузках могут достигать теоретической прочности структуры. [c.281]

Высокопрочными являются не только материалы с идеальной структурой, но и реальные материалы с микронеоднородной структурой, если в них отсутствуют микротрещины. Прочность такой реальной структуры ниже теоретической из-за наличия ослабленных мест в структуре и внутренних напряжений (П рода). Прочность технических материалов, содержащих различного рода дефекты, главным образом микротрещины, еще ниже. [c.282]

Теория Гриффита и большинство последующих рассматривают разрушение реальных материалов, имеющих до нагружения начальные микротрещины. Под действием приложенного растягивающего напряжения ст на краях микротрещин возникает локальное перенапряжение о, во много раз превышающее среднее напряжение, рассчитанное на все сечение образца. Гриффит рассматривал условие роста начальной поперечной трещины длиной Iq с точки зрения баланса упругой и свободной поверхностной энергии образца [c.290]

Прочность реальных материалов из-за дефектов их кристаллической структуры значительно ниже прочности идеальных монокристаллов. Если диспергировать материал до частиц, размеры которых соизмеримы с расстояниями между дефектами структуры, то прочность таких высокодисперсных частиц б дет близка к прочности идеальных твердых тел. Отсюда возникла идея о повышении прочности материалов путем их измельчения с последующим свариванием, спеканием уплотненных дисперсных порошков. На основе этой идеи разработано производство новых материалов и изделий из них — порошковая металлургия, металлокерамика. О нанокристаллическом состоянии вещества см. разд. 5.5. [c.315]

Материалы, размеры частиц которых лежат в узком интервале, встречаются крайне редко. Реальные материалы полидисперсны. Прочность слоев из таких материалов зависит в основном от содержания мелких частиц, наличие которых способствует увеличению общего числа частиц в единице объема материала и, следовательно, увеличению числа контактов. При этом наибольшему измельчению следует подвергать компоненты, обладающие наилучшей прессуемостью. Это позволяет увеличить в структуре брикета число контактов с наибольшей прочностью. И наоборот, нецелесообразно тонко измельчать материалы с плохой прессуемостью, поскольку их вклад в прочность брикета сравнительно невелик. [c.303]

Термин реология происходит от греческого глагола гео -течь, поэтому реология - это наука о течении. Первоначально термин реология относился к текучим системам, но постепенно он стал использоваться шире. В настоящее время реология трактуется как наука о законах деформации различных реальных материалов, ь частности и таких, для которых процесс течения не является определяющим. Это тем более существенно, что на практике бывает трудно провести границу между телами, способными к течению и проявляющими только обратимые [c.3]

Существует большое число других частных реологических уравнений, описывающих вязкое или вязкоупругое, а также и более сложное поведение различных реальных материалов. Из них особый интерес представляют уравнения, учитывающие тиксотропные свойства каучуков и особенно резиновых смесей. Их кажущийся предел текучести и пластичность играют большую роль в процессах переработки (смешение, вальцевание, каландрование), а также при хранении заготовок на технологических складах (когда важна их каркасность ). [c.28]

Базой современной химии является учение о строении веществ, без знания которого невозможно объяснить их свойства и понять причины протекания химических процессов, заключающихся в превращении одних веществ в другие. В химии пользуются понятиями химический элемент и вещество. Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядер независимо от их состояния. Вещество — это совокупность одинаковых молекул или кристаллов, состоящих из одного (простое вещество) или нескольких (сложное вещество) химических элементов. При этом следует иметь в виду, что в своей практической деятельности человек имеет дело не с идеальными веществами, а с реальными материалами, так как любое вещество содержит примеси, от которых его очистить полностью невозможно. [c.6]

Из приведенных примеров видно, что и в наиболее простых случаях, когда анализируемый материал содержит всего два или три мешающих элемента, при выборе метода анализа необходимо принимать во внимание много различных обстоятельств. Но многие реальные материалы имеют еще более сложный со- [c.36]

Благодаря широкому использованию в научных исследованиях дифракционных и рентгенографических методов анализа в первой четверти XX в. впервые удалось установить расстояния между атомами в металлических кристаллах. Впоследствии они были определены также для других твердых и твердообразныхдел. Это позволило теоретически подсчитать минимальные усилия, необходимые для сдвига одной атомной плоскости по отношению к соседней. Расчеты дали неожиданный результат оказалось, что теоретическое сдвиговое напряжение в несколько тысяч раз превосходит величины, которые были получены экспериментально. Следовательно, реальные материалы обладают гораздо более низкой прочностью по сравнению с теоретической. Высказанные положения были подтверждены также при рассмотрении теоретической прочности твердых тел.на разрыв и изгиб. Так, множеством экспериментов доказано, что прочность самых высокопрочных материалов и изделий в сотни раз ниже теоретической. Например, для разрыва монокристаллического цинка при температуре 18—25° С необходимо приложить напряжение около 5 кгс см , в то время как его теоретическая прочность составляет 2000 кгс смг . [c.214]

Механика разрушения твердых тел рассматривает металлы и сплавы как однородные системы, без учета того, что реальные материалы имеют дефекты различного происхождения остроконечные полости и неметаллические включения (оксиды, сульфиды, силикаты, нитриды и т. д.). Дефекты в реальных телах понижают их прочность, а случайность дефектности обусловливает разброс величин прочности образцов и деталей, изготовленных из одного и того же материала. Опасность дефектов в первую очередь состоит в том, что в них реализуется существенная концентрация напряжений, т. е. дефекты во многих случаях являются источниками разрушения. В частности, неметаллические включения способствуют образованию трещин при сварке, термообработке, периодическом и динамическом нагружении. Однако в ряде случаев неметаллические включения оказывают и упрочняющее воздействие. [c.8]

В случае реальных материалов общий объем образца правильнее рассматривать как сумму различающихся по [c.73]

Существуют три оси. реологич. модели для тел, не подчиняющихся этим соотношениям вязкоупругие (и упруговязкие) среды, пластичные тела и неньютоновские жидкости. Реальные материалы могут сочетать мех. св-ва, характерные для разл. моделей. При достаточно малых напряжениях, деформациях или скорости деформирования все РУС линейны, но при возрастании деформаций шш напряжений мех. поведение тела становится более сложным и описывается нелинейными РУС. Соотв. различают линейные и нелинейные тела (среды, материалы). [c.246]

Сравнение методов характеристической и кинетической функции показывает, что они во многом аналогичны и служат одной цели — учесть кинетику отработки реальных материалов, не прибегая к упрощенным модельным представлениям. Применение того или иного метода зависит от условий решаемой задачи. Так, метод кинетической функции (0) в качестве аргумента содержит время, отнесенное к времени полного растворения. Поэтому экспериментально определенная функция (6) оказывается более удобной при анализе процессов, развивающихся во времени или имеющих распределение дисперсного материала по времени пребывания в зоне обработки (аппараты с перемешиванием среды), когда среднее значение степени отработки отдельных порций выгружаемого продукта определяется интегрированием кинетической функции по времени. [c.119]

Величины фактора формы частиц реальных материалов [c.299]

Для упрощения расчетов деформирование при смешении в вязкотекучем состоянии принимают иногда как простой сдвиг. Тот факт, что для реальных материалов величины п и 11, входящие в степенной закон, непостоянны в широком интервале напряжений (скоростей сдвига и температур), не препятствует практическому использованию уравнения, так как для конкретного вида перерабатывающего оборудования диапазон скоростей и температур обычно известен и, как правило, имеет существенное ограничение. Так, средние значения скоростей сдвига при переработке резиновых смесей на вальцах — 40—50 с" , в резиносмесителях — 300—500 с , в шприц-машинах — 1 —100 с , на каландрах — 100— 1000 с . [c.19]

В действительности, для большинства реальных материалов в малой области конца разреза, вследствие больших напряжений, возникает область проявления нелиней- [c.187]

Реальные материалы могут быть оптически анизотропными и неоднородными. Оптическая неоднородность сред обусловлена сложной зависимостью диэлектрической проницаемости от пространственных координат. Опт>1ческие свойства дисперсных систем определяются совокупностью четырех факторов рассеянием света на отдельных частицах (рассеивателях), когерентным электромагнитным взаимодействием рассеивателей, интерференцией рассеянного света и некогерентным взаимным облучением частиц рассеянным ими светом [30]. [c.40]

Конечно, рассмотренные два случая являются предельными и в реальных материалах обычно обе составляющие ур. (XVII, 3) не равны нулю. [c.576]

Наряду с диэлектрическими потерями, обусловленными поляризацией, обычно имеют место также потери, вызываемые некоторой небольщой проводимостью материала, от которой реальные материалы полностью не бывают свободны, хотя бы из-за того, что в них всегда содержатся другие вещества в виде примесей. У неполярных полимеров отсутствует ориентационная поляризация и наблюдаются диэлектрические погери, обусловленные только такой проводимостью по абсолютной величине они очень малы. [c.596]

Наименьшей энергией связи обладает влага на поверхности материала и внутри его крупных пор, наибольшей — внутри микрокапилляров. Заметим, однако, что реальные материалы, подвергаемые сушке, имеют, как правило, неоднородную пористую структуру, поэтому они редко укладываются в строгую классификацию по форме связи влаги. В связи с этим применительно к сушке различают две формы влаги свободную и связанную. Свободной называется влага, испаряюш,аяся с поверхности влажного материала с той же скоростью, что и с поверхности воды. Влага, испаряюш,аяся из материала с меньшей скоростью, чем с поверхности воды, называется связанной. Влагосодержание материала на границе этих двух форм называется критическим. [c.665]

Нередко считают, что упругие постоянные реальных материалов пе зависят от струк туры и определяются только межатом[1ыми потенциалами. Эксперимент показывает, что такое допущение является приближенным. Например, упругие свойства материалов, которые подвергались отжигу и холодной обработке, различаются. Существенный вклад в полную деформацию, возникающую под влиянием приложенного напряжения, вносят нестационарные термически актипированные процессы релаксации, связанные с перемещением некоторых атомов на расстояние, равное одному или нескольким межатомным расстояниям. Если приложенное напряжение лежит в упругом диапазоне, большая часть атомов сместиться по отношению к своим соседям незначительно, обычно на расстояние меньшее 0,1 % межатомного. [c.197]

Если требуется высокая точность при разработке конкретного теплообменника, то наилучн]ин способ получить информацию об упругих свойствах состоит в проведении измерений на реальном материале в реальных условиях как по температуре, так и по деформации. [c.255]

Г. Л. Слонимский (1938 г.) в статье О законах деформации реальных материалов делает попытку изложить теорию Максвелла и Больцмана — Вальтерра в применении к таким веществам, как каучук и другие материалы, отличающиеся от идеально упругих тел неравновесными процессами деформации. Начиная с 1935 г., стали появляться работы П. А. Ребиндера и В. Б. Маргаритова по физико-химии и механике каучука и резин, которые в 1937 г. вызвали большую дискуссию на страницах журнала Каучук и резина . Вместе с А. А. Трапезниковым П. А. Ребиндер изучил механические свойства адсорбционных слоев для поверхностно-активных, нерастворимых в воде веществ методом смещения подвешенного на нити диска. Механические свойства растут и достигают максимума при полном насыщении поверхностного слоя. Б. В. Дерягин и другие развили физическую теорию устойчивости дисперсных систем. [c.8]

Атомы некоторых элементов, а также многоатомные соединения могут внедряться в графит и образовывать слоистые соединения. Наиболее изучены слоистые соединения щелочных металлов [84]. Как правило, они получаются нагревом графита и соответствующего щелочного металла до температуры, отвечающей определенному давлению паров металла. Считается, что могут образовываться слоистые соединения определенного состава. Такой вывод делается из рассмотрения кривых зависимости состава слоистого соединения от температуры его получения. Эти кривые имеют вид изотерм сорбции, причем каждой ступеньке соответствует слоистое соединение определенного состава (рис. 55). Соотношение между углеродом и металлом имеет дискретные значения, которые для щелочных металлов составляют С Мё, С Ме, СзвЛ е, С Ме, С,(,(,Ме, что отвечает расположению слоя атомов металла через один слой углерода, два и т.д. соответственно. Такие соотношения характерны при применении для синтеза слоистых соединений достаточно совершенных кристаллических форм углерода. Наличие дефектов структуры в реальных материалах может приводить к образованию соединений, отличающихся составом от приведенных. [c.137]

Реальные материалы обладают широким спектром периодов релаксации, охватывающим как предельно быстрые, так и весьма медленные процессы. На основе релаксационных представлений был создан модельный анализ (112, 215, 217, 225], основанный на сопоставлении поведения реальных тел с поведением при деформиро- [c.66]

Однако существует и другая сторона указанной проблемы. Оказывается, что системы, образовавшиеся на стадии нредвыделення, не всегда обладают достаточной устойчивостью. Так, при распадах обычных пересыщенных твердых растворов стадию нредвыделення сменяет стадия перестаривания, ведущая к укрупнению выделений и уменьшению общего нх количества. Ясно, что, когда второй фазой являются газовые пузырьки, этот процесс может приводить к увеличению распухания. Действительно, в реальных материалах могут протекать процессы, способствующие постепенному укрупнению пузырьков даже в условиях, когда общее количество газовых атомов не увеличивается. Общее количество пузырьков при этом будет падать, а распухание возрастать. [c.50]

В настоящее время теоретически получить уравнение изотермы сорбции для больщинства реальных материалов, подвергающихся промышленной сушке, не удается. Исключение составляют лишь некоторые адсорбенты (см. гл. 4). Наиболее надежным способом получения зависимости равновеснрго влагосодержания материала от температуры и относительной влажности окружающей среды являются экспериментальные измерения. Изотермы сорбции служат для определения минимального влагосодержания, которое может быть достигнуто асимптотически в процессе сушки того или иного материала воздухом определенных параметров. [c.236]

При снятии нагрузки модель Кельвина постепенно возвращается к первоначальному состоянию, т. е. она обладает упругим последействием, или эластическим восстановлением. Эта модель качественно описывает механическое поведение многих реальных материалов и в том числе мягкой вулканизованной ненаполнен-лой резины. Существенно, что с помощью модели Кельвина нельзя описать релаксацию напряжения. [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология