Очень хрупкий материал
Cтраница 3
Рассмотрим пробный образец из очень хрупкого материала, применяемый при испытании на растяжение. Поэтому в случае материала очень хрупкого образец при одинаковых условиях должен рваться скорее, что и подтверждается опытом. Если же материал менее хрупкий, то тот же результат получается не при однократной нагрузке, а лишь при повторном приложении нагрузки с достаточной частотой. [31]
Из выражения (3.5) видно, что первая теория связана с представлением о меньшем сопротивлении отрыву ( хрупкое разрушение) и что недооценивается роль касательных напряжений и связанных с ними сдвигов. Применять ее следует только для очень хрупких материалов. [32]
Высокопластичные материалы ( низкоуглеродистая сталь, свинец и др.) не удается разрушить при сжатии, так как они сплющиваются без разрушения. Продольное разрушение путем отрыва при сжатии очень хрупких материалов ( органическое стекло, мрамор и др.) наблюдается лишь при очень тщательной смазке торцов. При сжатии ( как и при растяжении) можно определять пределы упругости, пропорциональности и текучести, но из-за методических трудностей эти величины определяют редко. [34]
При выборе материалов для изготовления термопары следует иметь в виду ряд соображений. В большинстве случаев приходится отказываться от очень хрупких материалов. Так, например, висмут и сурьма вообще не применяются), несмотря на большую термоэлектродвижущую силу по отношению друг к другу. Проводник при температурах, для измерения которых он предназначен, должен обладать также достаточно высокой стойкостью прежде всего по отношению к окислению. Кроме того, определенное значение имеет, конечно, величина термоэлектродвижущей силы между обоими проводниками и характер ее изменения в зависимости от температуры; последнее существенно влияет на точность измерений. Нежелателен также неравномерный ход термоэлектрической силы, вызываемой изменением свойств материала проводников; по этой причине термопара никель - железо при температуре, превышающей 300 С, малопригодна для измерений. Если принимать во внимание все эти положения, среди исключительно большого количества предложенных термопар найдется относительно небольшое число надежных, которые обычно и применяются. [35]
Метод полезен при определении пороговых значений работы разрушения и температуры перехода материалов, имеющих достаточную ударную вязкость. Его применение имеет меньшую ценность при испытании очень хрупких материалов, поскольку использование футляра будет вносить значительную ошибку. [36]
Но при изгибе тонких оболочек зона првышенных напряжений носит ярко выраженный локальный характер, связанный с рассмотренным в § 6 1 краевым эффектом. Поэтому расчет по допускаемым напряжениям с использованием коэффициента концентрации напряжений оправдан только для очень хрупких материалов. Для пластичных материалов, чаще всего используемых в реальных конструкциях, такой подход нецелесообразен. [37]
В связи с этими особенностями процесса материал в очаге деформации находится в состоянии всестороннего сжатия. Это очень благоприятная для обработки давлением схема напряженного состояния, и благодаря ей гидростатическим способом можно прессовать даже очень хрупкие материалы, такие как вольфрам, молибден, бериллий и др. Давление прессования гидростатическим методом на 40 - 50 % ниже, чем при обычном прессовании, а скорость в coiHH раз выше. [38]
Помимо опасностей взрыва, связанных с конденсацией жидкого кислорода, необходимо постоянно помнить о том, что вакуумная линия является замкнутой системой и жидкости, конденсирующиеся в сосуде под вакуумом, находятся под давлением собственных паров, соответствующим достигнутым температурам. Стекло имеет относительно высокие прочностные характеристики при работе на растяжение и еще более высокие характеристики при работе на сжатие, однако оно является очень хрупким материалом. Колбы, содержащие низкокипящие жидкости ( такие, как диоксид серы, 2-метилпропен или трихлорид бора), при комнатной температуре испытывают давление в несколько атмосфер, поэтому даже небольшой толчок может стать причиной трещины и привести к взрыву, если в стекле есть напряжения. [39]
Для описания разрушения анизотропных композитов можно приспособить теорию Сен-Венана, в которой используются максимальные относительные удлинения. Следует отметить, что теория Сен-Венана даже в ее первоначальной формулировке плохо описывает текучесть изотропной среды и обычно не используется в практике проектирования металлических конструкций; критерий Сен-Венана дает удовлетворительные результаты только в случае очень хрупких материалов. [40]
Возможность наблюдения акустической эмиссии из полимеров при образовании в них микротрещин ( крейзов) во многом зависит от характера развития пластических деформаций. Микротрещины в пластичном материале развиваются так плавно и сопровождаются настолько медленной пластической деформацией у вершины растущей трещины, что акустический сигнал оказывается недостаточно сильным, чтобы его можно было с уверенностью отделить от высокого уровня шумов. Только в очень хрупких материалах скачкообразное развитие микротрещин приводит к возникновению достаточно сильных акустических эффектов, которые легко можно обнаружить. Последнее характерно для таких материалов, как поливинилтолуол, который разрушается при деформациях меньше 1 %, низкомолекулярный полистирол и полиметилметакрилат, подвергнутый длительному старению. Применение этого метода для исследования композиционных материалов будет более эффективным, если компоненты материала сильно различаются по своим механическим свойствам. [41]
Из описанных экспериментальных данных следует, что возможность наблюдения акустической эмиссии при деформации полимеров во многом зависит от пластичности материала. Микротрещины в высокопластичном материале развиваются настолько постепенно ( путем медленного увеличения деформаций у вершины трещины), что акустические эффекты оказываются незначительными и их нельзя однозначно выделить из-за высокого уровня шумов. Только в очень хрупких материалах, где происходит скачкообразный рост трещин, возникают достаточно сильные акустические вспышки, которые можно легко зарегистрировать. Такими материалами являются поливинилтолуол, разрушающийся при деформациях, меньших 1 %, низкомолекулярный полистирол, а также полиметилметакрилат, подвергнутый длительному старению. При испытаниях свежего полиметилметакрилата акустические эффекты не обнаруживаются, поскольку трещины растут постепенно и строго перпендикулярно направлению действия напряжения. В материале, подвергнутом старению, образуются сильно поврежденные участки, в которых инициируется образование микротрещин. Рост трещин происходит путем резкого перескока от одной трещины к другой. [42]
Силикатное стекло представляет собой сплав из песка, кальцинированной соды, сульфата натрия, поташа и некоторых других компонентов. Теплопроводность стекла невысока - 0 65 ккал / м ч град, термостойкость - до 300 - 350 С. Силикатное стекло - коррозионностойкий, но очень хрупкий материал. Из стекла изготовляют трубы, колена, отводы и тройники для агрессивных жидкостей, футеровочные плиты, ткань. [43]
Для исследования влияния запаса энергии, накопленной в системе, последовательно с образцом были соединены стальные пружины, в которых накапливалась потенциальная энергия деформации, в несколько раз превышающая энергию деформации акрилонового образца. Влияние этого запаса энергии практически не проявилось. Это показывает, что процесс разрушения очень хрупких материалов протекает настолько интенсивно, что освобождается только часть запаса потенциальной энергии деформации вблизи места разрушения. Значительное перераспределение номинального напряжения не происходит из-за раскрытия трещины, пока она проходит на достаточно большом расстоянии от края образца. [44]
Исследования были проведены при низкой частоте нагружения, чтобы надежно поддержать нормальную температуру образца и исключить влияние процесса релаксации. В качестве относительно вязкого материала был выбран полистирол марки К 475 фирмы BASF, в качестве очень хрупкого материала - полиметилметакрилат акрилон и в качестве материала с промежуточными свойствами - суспензионный поливинилхлорид. [45]
Страницы: 1 2 3 4