Cтраница 3
Так называемые простые испытания ( растяжение и сжатие) даже и в наше время составляют основу лабораторной работы по испытанию материалов; к этим опытам следовало бы, пожалуй, добавить изучение сопротивления кручению в валах круглого поперечного сечения; однако, все перечисленные методы испытаний не удовлетворяют уже больше потребности современной инженерной практики; теперь необходимо производить исследование работы материала при действии сил иными более сложными способами. И до сих пор остается открытой для исследования обширная область изучения научных основ почти всех современных методов испытания материалов, так как почти всегда мы имеем дело с сложным распределением напряжений; примером может служить напряженное состояние материала при различных испытаниях на твердость, а также в надрезанных образцах для ударной пробы. Эти и другие вопросы, такие, как влияние на напряжения повторных нагрузок, изменения в микроскопическом и атомном строении, вызванное действием нагрузок, и многие другие составляют характерные черты современных исследований. [31]
Мы считали, что объемные силы отсутствуют. Кроме того, возможные распределения, которые отклоняются от строго равновесного, также представляют собой такие точные распределения. В случае, описываемом уравнением ( а), легко установить, что корректные значения напряжений, отвечающие использованным варьированным состояниям упругой ( вязкой) среды, даются более сложным распределением напряжений, которое, помимо измененных значений т: ху, включает также нормальные напряжения ах и ау. Отсюда следует правдоподобный вывод, что при добавлении новых ограничений энергия варьированных состояний увеличивается. [32]
Сечения образца, примыкающие к закрепленным концам, подвергаются тогда срезывающим усилиям, это срезывание сопровождается, обычно, изгибом, благодаря небольшим зазорам между средней и опорными пластинками, а также благодаря чрезвычайной трудности достаточно прочного закрепления концов образца, так, чтобы они могли оказать сопротивление выворачивающему действию разрушающей нагрузки. В другом типе прибора образец представляет собой стержень с круглым поперечным сечением, пропущенный сквозь раздвоенные концы захвата, нагрузка же передается на образец при помощи захвата, конец которого пропущен в середину между раздвоенными концами первого захвата. Для того чтобы разрушение произошло по намеченному поперечному сечению, принято протачивать образец или же уменьшать размеры его прямоугольного поперечного сечения в тех местах, которые предназначены для разрушения. Эти изменения сечения усложняют испытание, и образцы разрушаются обычно при довольно сложном распределении напряжений. [33]
Хотя модель коаксиальных цилиндров, подобно модели параллельных элементов, представляет собой очень грубую схематизацию действительного поведения композитов, она до сих пор все еще очень часто используется на практике. Последнее объясняется тем, что анализ такой модели сравнительно несложен и приводит к решению в замкнутой форме. Типичная модель представляет собой одиночное волокно с круговым поперечным сечением, расположенное внутри коаксиального с ним цилиндра из материала матрицы. Неточность данной схематизации обусловлена способом задания ( в явной или неявной форме) граничных условий на поверхности внешнего цилиндра. В реальном композите взаимодействие соседних волокон приводит к сложному распределению напряжений в материале матрицы, в модели же принимается простейшее - однородное по оси и по окружности - распределение напряжений или перемещений. [34]
Трубопроводы энергоустановок находятся в сложных и тяжелых условиях нагружения. В условиях стационарного режима они испытывают действие давления, усилий самокомпенсации температурных расширений, весовой нагрузки. В период неустановившегося режима в них возникают дополнительные напряжения, обусловленные перепадом температур по толщине стенки. Многие трубопроводы эксплуатируются при высокой температуре нагрева, вызывающей ползучесть. Такие элементы трубопроводов, как колена и тройники, характеризуются весьма сложным распределением напряжений. Периодические остановки энергоустановки делают нагружение трубопровода циклическим. Сказанное свидетельствует о значительной сложности проблемы прочности трубопроводов энергоустановок. [35]
Разрушения, производимые импульсами напряжения, отличаются от разрушений, производимых статически, по нескольким различным причинам. Во-первых, при импульсах короткой продолжительности ни одна образующаяся трещина еще не успевает развиться, а импульс уже проходит и напряжения снимаются. Во-вторых, при коротком импульсе в любой данный момент времени только малая часть образца находится в напряженном состоянии и разрушения могут образовываться в одной области образца совершенно независимо от того, что происходит в любом другом месте. II, когда импульс сжатия падает на свободную границу, он приводит к образованию отраженного импульса растяжения, а при наклонном падении образуется как импульс расширения, так и импульс искажения. Интерференция таких отраженных импульсов может привести, как показано на фотографии 1 ( фронтиспис), к очень сложным распределениям напряжений, причем при наложении различных отраженных импульсов могут возникнуть напряжения достаточно большие, чтобы произвести разрушение, когда амплитуда падающего импульса слишком мала для этого. [36]