Поверхностная царапина
Cтраница 2
 |
Зависимость разрушающего напряжения от длины дефектов поверхности незакаленных образцов стекла ЛК-5 с размерами, мм. [16] |
На поверхности образцов с помощью установки ( см. рис. 27) можно создать искусственным путем дефекты, сопоставимые по влиянию на прочность с дефектами, появляющимися в процессе производства и эксплуатации стекла. Данные, приведенные на рис. 86 - 88, показывают, что разрушающее напряжение незакаленных образцов стекол и неупрочненных ситаллов заметно понижается с увеличением длины поверхностной царапины от 0 1 до 2 мм. [17]
При монтаже и в эксплуатации бумажно-бакелитовым конденсаторным изоляторам могут быть нанесены случайные повреждения - царапины, выбоины, порезы. Если повреждение затрагивает изоляцию между обкладками или достигает области, находящейся против края конденсаторной обкладки и вблизи нее, изолятор надо заменить Если повреждение является поверхностным или представляет собой выбоину или порез в области, расположенной далеко от конденсаторных обкладок и их концов, повреждение может быть исправлено. Поверхностные царапины и повреждения лакового слоя ликвидируются путем немедленного покрытия поврежденного места светлым масляным или масляно-глифталсвым лаком. [18]
Предположим, что материал содержит начальные дефекты, максимальный размер которых с. Это могут быть поверхностные царапины и трещины или внутренние дефекты, обусловленные введением наполнителя, например трещины в его частицах, области отслоения частиц наполнителя от матрицы или трещины в матрице, переходящие в наполнитель. При кратковременных испытаниях, таких как определение разрушающего напряжения при возрастании нагрузки, разрушение наступает по достижении критического значения напряжения, описываемого уравнением Гриффита ш - ( ЕурС У1, где ур - поверхностная энергия разрушения при быстром нестабильном росте трещины. [20]
Предположим, что материал содержит начальные дефекты, максимальный размер которых с. Это могут быть поверхностные царапины и трещины или внутренние дефекты, обусловленные введением наполнителя, например трещины в его частицах, области отслоения частиц наполнителя от матрицы или трещины в матрице, переходящие в наполнитель. При кратковременных испытаниях, таких как определение разрушающего напряжения при возрастании нагрузки, разрушение наступает по достижении критического значения напряжения, описываемого уравнением Гриффита oi - ( Еугс) 11, где Y - поверхностная энергия разрушения при быстром нестабильном росте трещины. [22]
Органическое стекло является термопластичным материалом и штампуется только в нагретом до 100 состоянии. Охлаждение отштампованных деталей производится погружением их в холодную воду. Следует предохранять штампуемые детали от поверхностных царапин и повреждений. [23]
При нагружении твердого тела пооцесс разрушения включает обычно три стадии - инициирование трещины, ее стабильный рост при возрастающей или постоянной нагрузке и нестабильное распространение трещины. Однако не во всех материалах реализуются все три стадии разрушения. В хрупких материалах, всегда имеющих внутренние дефекты, такие как слабые границы зерен в некоторых керамических материалах или поверхностные царапины в минеральном стекле или хрупких полимерных стеклах, представляющие собой зародышевые ( начальные) трещины, две первые стадии могут отсутствовать. В менее хрупких материалах, таких как аморфно-кристаллические полимеры или пластичные металлы, нестабильному распространению трещин предшествует их инициирование и стабильный рост по механизму образования микротрещин в полимерах или скопления дислокаций в металлах. Однако, если инициирование и стабильный рост трещин протекают ке всегда, то их нестабильное прорастание всегда является конечной стадией разрушения. [24]
При нагружении твердого тела пооцесс разрушения включает обычно три стадии - инициирование трещины, ее стабильный рост при возрастающей или постоянной нагрузке и нестабильное распространение трещины. Однако не во всех материалах реализуются все три стадии разрушения. В хрупких материалах, всегда имеющих внутренние дефекты, такие как слабые границы зерен в некоторых керамических материалах или поверхностные царапины в минеральном стекле или хрупких полимерных стеклах, представляющие собой зародышевые ( начальные) трещины, две первые стадии могут отсутствовать. В менее хрупких материалах, таких как аморфно-кристаллические полимеры или пластичные металлы, нестабильному распространению трещин предшествует их инициирование и стабильный рост по механизму образования микротрещин в полимерах или скопления дислокаций в металлах. Однако, если инициирование и стабильный рост трещин протекают не всегда, то их нестабильное прорастание всегда является конечной стадией разрушения. [25]
 |
Влияние энергии удара и уровня номинального напряжения ап на скорость распространения трещины хрупкого разрушения в плоских образцах из акри-лона. [26] |
При нагружении на поверхности образца у царапин и микронадрезов возникают переходные зоны, ориентированные перпендикулярно дефектам в соответствии с понижением местной прочности материала и направлением главных напряжений в малых объемах вокруг поверхностных дефектов. Однако трещина может развиваться и не по линии поверхностного дефекта. Взаимодействие возмущения напряженного состояния, сопровождающего развитие трещины в толще стенки, и концентрации напряжений в микрообъемах материала в окрестности поверхностных царапин и неровностей проявляется очень слабо. [27]
Результаты испытания Хемпелем образцов с поперечными отверстиями ( см. рис. 6.1) показывают, что максимальный предел выносливости при наличии концентрации напряжений получается для стали из числа испытанных с наиболее высоким, около 126 кГ / мм2, пределом прочности при растяжении. Принимая во внимание исключительную чувствительность образцов с выточкой к неточности установки, приходим к выводу, что стали с пределом прочности при растяжении примерно 126 кГ / мм2 обеспечивали бы оптимальные усталостные свойства материала при наличии концентрации напряжений. В обычных элементах конструкций, имеющих переменные сечения, не следует использовать стали с высоким пределом прочности при растяжении из-за высокой чувствительности к поверхностным царапинам и приложенному среднему или остаточному напряжениям, так что, вероятно, сталь с пределом прочности при растяжении 112 кГ / мм2 дала бы с практической точки зрения максимальное значение предела выносливости. Все это относится к обычным типам сталей; с прогрессом в области металлургии, возможно, появятся стали новых типов, для которых оптимальное значение предела выносливости при наличии концентрации напряжений может быть получено при более высоком пределе прочности при растяжении. [28]
Питтинговая коррозия представляет собой очень локализованное воздействие, в результате которого в металле образуются раковины или язвы. Язвы, часто очень глубокие, даже пронизывающие материал насквозь, могут располагаться далеко друг от друга или покрывать сплошь всю поверхность. Механизм роста язв практически такой же, как и только что описанный механизм щелевой коррозии, за исключением того, что для начала питтинговой коррозии не требуется наличия щелей. Язва, по-видимому, образуется внезапно вследствие случайного изменения концентрации жидкости или наличия мелкой поверхностной царапины или дефекта. Некоторые язвы могут стать неактивными вследствие блуждания конвективного потока, в то время как другие могут расти до достаточно больших размеров, при этом образуются застойные зоны, которые и далее продолжают расти в течение длительного времени с увеличивающейся скоростью. Язвы обычно растут в направлении действия силы тяжести, поскольку для активного роста язвы требуется наличие в ней плотного концентрированного раствора. Большинство язв поэтому растет вниз от горизонтальной поверхности, разъедая в конечном счете стенку насквозь. Меньше язв образуется на вертикальных стенках и совсем мало - на верхних. [29]
Недавние исследования [48, 49] показали, что полировка по крайней мере тугоплавких материалов не обязательно связана с образованием слоя Билби. Так, по механизму Билби полировка путем плавления полируемого материала может быть эффективной только в том случае, когда температура плавления полировального порошка выше, чем у полируемого материала. Но, как показывают наблюдения, соотношение таково лишь в случае легкоплавких материалов. Сэмюэльс [50] показал, что на некоторых полированных плоскостях, которые выглядят совершенно гладкими в обычном свете, существуют поверхностные царапины, наблюдаемые средствами фазовоконтрастной микроскопии. Таких царапин, вероятно, не должно было бы быть, если бы полировка происходила по механизму Билби. [30]
Страницы: 1 2 3