Введение в специальность (Механика). Часть II. Механика деформируемого твердого тела. Загузов И.С - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

растяжения и сжатия, остающиеся внутри элемента после его изготовле-
ния. Остаточные напряжения сжатия – растяжения, уравновешивающие
себя в пределах детали или ее части, были названы внутренними напряже-
ниями первого рода. Оказалось, что подобные напряжения возникают при
изготовлении деталей столь часто и оказывают такое серьезное влияние
при эксплуатации изделия, что без познания их
закономерностей невоз-
можно создать прочное устройство. Хрупкое стекло, например, удается
сделать весьма прочным только благодаря искусственному созданию внут-
ренних напряжений, при которых во внешних слоях материала возникают
напряжения сжатия, а внутренние слои оказываются растянутыми. Для то-
го чтобы сломать такое стеклянное изделие, необходимо приложить к нему
силу, которая разгрузила бы
верхние слои от сжатия, а затем еще добавить
к ней силу, которая бы растянула эти слои до предельного напряжения
разрушения. Напряжения сжатия мешают поверхностной трещине рас-
крыться, "прорасти" и разрушить стержень. Но при нарушении технологи-
ческих режимов внутренние остаточные напряжения возникают неконтро-
лируемо. Тогда на поверхности изделия могут образоваться остаточные
напряжения
растяжения, причем подчас такой величины, что это вызывает
образование микроскопических трещин, которые впоследствии могут раз-
виться и вызвать разрушение. Иногда можно наблюдать, как на конвейере
стекольного завода движущаяся после отжига бутылка внезапно взрывает-
ся, мгновенно превращаясь в горстку мельчайших остатков. Такая вещь
может произойти и даже со стальным изделием при
операции закалки –
резком охлаждении стали. Эта операция в принципе позволяет управлять
свойствами материала на молекулярном уровне, когда хотят закрепить вы-
годную структуру атомов в молекуле (так как при медленном остывании
диффузионные процессы меняют структуру нежелательным образом). Од-
нако резкая скорость остывания внешних и внутренних слоев приводит
иногда к возникновению внутренних сил
, от которых даже стальная деталь
рассыпается или становится хрупкой, как стекло (в подобных случаях го-
ворят, что деталь перекалили).
Кроме внутренних сил первого рода при эксплуатации изделий в дей-
ствие приходят также и другие внутренние силы, названные напряжениями
второго рода. Это не менее коварные, но еще более трудноразличимые си-
лы.
Выяснение их природы невозможно без изучения микроструктуры.
Рассмотрение металла под микроскопом показывает, что он состоит из зе-
рен – маленьких кристалликов, которые назвали кристаллитами. Каждый
кристаллит представляет собой правильно расположенные ряды атомов,
имеющие главную ось симметрии. Именно вдоль этой оси кристаллиты
некоторых материалов при сжатии или растяжении показывают макси-
мальные отклонения от
первоначальных размеров. Своими главными ося-
ми зерна по-разному ориентированы в пространстве и плотно соединены
между собой. Поэтому при изменении внешних условий, например темпе-

Страницы