Технологические остаточные деформации деталей

Содержание страницы

Технологические остаточные деформации (коробление) деталей проявляются в виде отклонения оси от прямолинейности или какойлибо другой формы, а также в закручивании, растяжении-сжатии детали, то есть в проявлении так называемой пространственной погрешности (см. рис. 5). Во многих случаях точность изделий зависит от остаточных деформаций изгиба.

Причины образования технологических остаточных деформаций изгиба:

• несимметричное распределение относительно оси детали эпюры начальных напряжений;
• изменение упругонапряженного состояния детали, которое возникает либо перед обработкой в результате закрепления детали, либо во время обработки в результате воздействия на нее технологической оснастки.

В свою очередь, несимметричное распределение относительно оси детали начальных напряжений обусловлено:

• асимметричной обработкой, связанной с удалением материала, например, со снятием неравномерного технологического припуска по контуру поперечного сечения цилиндрической детали: фрезерованием лысок, шпоночных пазов и т. д.;
• асимметричной обработкой, не связанной с удалением материала, например, несимметричной наплавкой, сваркой, наклепом и нанесением неравномерного по контуру поперечного сечения покрытия. Образование технологических остаточных деформаций в результате изменения упругонапряженного состояния детали рассмотрим на следующем примере.

Нежесткую деталь без остаточных деформаций изгиба перед термической обработкой горизонтально устанавливают в муфельной печи. Под действием собственного веса она прогибается на величину, создающую упругонапряженное состояние в теле детали.

В таком упругонапряженном состоянии деталь подвергается термической обработке, например закалке. В процессе термической обработки происходят структурно-фазовые превращения в материале, которые изменяют напряженное состояние детали и уменьшают изгибающий момент, определяющий упругую отдачу изделия. В результате после обработки деталь не вернется в исходное положение, а будет иметь остаточный прогиб.

Очевидно, что первая причина образования остаточных деформаций является доминирующей и тем самым определяет величину и характер пространственной погрешности. Однако может оказаться и так, что обе причины достаточно сильно влияют на неравномерность изменения напряженного состояния заготовки и образование технологических остаточных деформаций. В этом случае значительно усложняется их прогнозирование.

1. Механизм образования технологических остаточных деформаций при обработке деталей

В течение длительного времени считалось, что образование технологических остаточных деформаций происходит под воздействием остаточных напряжений. Такой взгляд на роль остаточных напряжений является ошибочным, так как остаточные напряжения уравновешены в поперечном сечении и не могут вызвать деформацию детали без нарушения равновесия по какой-либо причине (например, неравномерная релаксация, нарушение сплошности материала и др.). Следовательно, деформация детали может происходить только под воздействием неуравновешенных напряжений. Таковыми являются начальные напряжения, под которыми понимаются неуравновешенные напряжения в детали после обработки, но до её деформации.

К начальным напряжениям можно отнести:

• неуравновешенные напряжения, сформированные в детали в процессе обработки вследствие неоднородной упругопластической деформации и неравномерных объёмных изменений материала по сечению детали, обусловленных нагревом и структурно-фазовыми превращениями;
• неуравновешенные напряжения, образованные из наследственных (сформированных предшествующей обработкой) остаточных напряжений, которые претерпели неравномерное изменение по поперечному сечению детали в процессе её обработки на проводимой технологической операции;
• неуравновешенные напряжения, возникшие из наследственных остаточных напряжений, равновесие которых нарушено релаксационными процессами.

В большинстве случаев процесс обработки детали сопровождается так называемой первоначальной деформацией ε₀, которая вносится в поверхностный слой и вызывает начальные напряжения σ_н. Начальные напряжения связаны с первоначальной деформацией зависимостью:

(1.15)

Вид обработки и условия её проведения определяют знак и характер распределения начальных напряжений в поперечном сечении детали.

Действие сформированных в процессе обработки начальных напряжений (рис. 19) эквивалентно действию внутренних сил и моментов, стремящихся вызвать деформации детали. Этому препятствуют внешние связи, образованные при закреплении заготовки. Величина внутренних сил и моментов зависит от интегральных характеристик Рн и ен эпюры начальных напряжений. Интегральная характеристика Рн представляет собой вектор, прикладываемый в центре тяжести эпюры и равный по величине ее площади

(1.16)

где а – глубина распространения начальных напряжений; н(х) – начальные напряжения; х – текущая координата по толщине детали.

Рис. 19. Принципиальная схема образования остаточных напряжений и деформаций при односторонней обработке детали: 1 – начальные напряжения; 2, 3 – часть начальных напряжений, которые релаксируют в результате продольной и изгибной деформаций; 4 – суммарные начальные напряжения, которые релаксируют в результате деформаций; 5 – образованные остаточные напряжения

Показатель Рн учитывает уровень и глубину распространения начальных напряжений в поперечном сечении детали, не раскрывая сложный характер их распределения. Расстояние от поверхности детали до центра тяжести эпюры eн обусловливает изгибающий момент от начальных напряжений.

После раскрепления детали, т. е. после снятия всех внешних связей и нагрузок, происходит процесс разгрузки, при котором действие внутренних сил и моментов, обусловленных осевыми начальными напряжениями, в общем случае вызывает изгибную f и продольную  деформации. Действие неравномерных тангенциальных и радиальных напряжений приводит соответственно к закручиванию и искажению формы поперечных сечений. Происходящие деформации сопровождаются перераспределением начальных напряжений по поперечному сечению детали. При этом начальные напряжения, уравновешиваясь, превращаются в остаточные напряжения, у которых главный вектор и главный момент в сечении равны нулю.

Связь между начальными и остаточными напряжениями может быть выражена зависимостью

(1.17)

где σ_о^о(x) и σ_н^о(x) – соответственно осевые остаточные и начальные напряжения; σ_м^о (x) и σ_р^о – часть начальных напряжений, которые релаксируют в результате изгибной и продольной деформаций.

Из выражения (1.17) и схемы на рис. 19 следует, что образование технологических остаточных деформаций и напряжений представляет собой единый взаимосвязанный процесс, в основе которого лежит формирование и перераспределение начальных напряжений.

Процесс образования технологических остаточных деформаций состоит из двух этапов – образования деформаций после обработки и раскрепления детали либо в процессе обработки, если закрепление заготовки допускает её деформацию; образования деформаций во время хранения, транспортировки и эксплуатации изделия, т. е. при так называемом деформационном изнашивании. Эти этапы существенно отличаются уровнем возникающих остаточных деформаций.

При механической обработке механизм можно представить следующим образом.

Во время обработки вместе с технологическим припуском удаляется часть наследственных (сформированных предшествующей обработкой) остаточных напряжений.

Сам процесс обработки вносит в поверхностный слой дополнительные начальные напряжения. Это нарушает равновесие напряженно-деформированного состояния детали. После обработки и раскрепления детали под воздействием неуравновешенных напряжений происходит деформация изгиба.

2.  Условия бездеформационной механической обработки

Закономерности образования остаточных деформаций изгиба при механической обработке позволили сформулировать условия бездеформационной обработки.

При двухсторонней обработке необходимо, чтобы в каждом сечении детали суммарный изгибающий момент от действия удаляемых вместе с припуском на обработку наследственных остаточных напряжений σ_о и вносимых процессом обработки дополнительных начальных напряжений σ_н с одной стороны был равен аналогичному суммарному изгибающему моменту, возникающему при обработке противоположной стороны (рис. 20,а).

Рис. 20. Схемы изменения напряженного состояния в детали, удовлетворяющего условиям бездеформационной обработки: а – при двухсторонней обработке; б – при односторонней обработке; в – при односторонней обработке в случае отсутствия наследственных остаточных напряжений

• • При односторонней обработке детали необходимо, чтобы изгибающие моменты от удаляемых вместе с припуском наследственных остаточных σ_о и вносимых обработкой начальных напряжений σ_н были равны (рис. 20,б).
  • При отсутствии наследственных остаточных напряжений необходимо, чтобы величина интегральной характеристики Рн эпюры начальных напряжений sн была как можно меньше (рис. 20,в).

 

Просмотров: 275

Сопромат.in.ua: Деформация

Перемещение — изменение положения точки тела в пространстве вследствие изменения его формы и размеров под действием нагрузки. Полное перемещение точки в пространстве раскладывается на компоненты u, v и w, параллельные осям x, y и z, соответственно.

Деформация — изменение формы и размеров тела.

Перемещения рассматриваемой точки зависит от деформации всех нагруженных областей тела и включают также в себя перемещения как жесткого целого ненагруженных областей. Поэтому перемещения не могут характеризовать степень деформирования в окрестности рассматриваемой точки. Для этого используют понятие деформации. В отдельных случаях их величины могут совпадать (растяжение стержня), но в общем случае — это разные вещи.

Остановимся еще на одном важном моменте. Очень часто путают два понятия — «деформация» и «перемещение» — хотя ясно, что они не адекватны. Например, представим себе канат, прикрепленный к потолку. По канату на некоторую высоту поднялся человек. Очевидно, что под действием веса человека (пренебрегая весом каната) деформируется (растягивается) только верхняя часть каната, заключенная между потолком и местом, где находится человек. Нижняя часть каната не деформируется, а перемещается как твердое тело. Следовательно, не всегда перемещения сечений какого-то участка стержня непосредственно связаны с его деформацией.

Александров А. В., Потапов В. Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов. 3-е изд. — М.: Высшая школа, 2003.

Деформации могут быть угловые и линейные.

Линейная деформация характеризует изменение размеров тела. Различают абсолютную деформацию ΔL и относительную деформацию ε = ΔL/L.

Угловая деформация характеризует изменение формы тела и чаще всего называется углом сдвига.

Угол сдвига — это изменение первоначально прямого угла.

γ = α + β .

Полная деформация — это сумма линейной и угловой деформации.

Если взять малый элемент тела параллелепипед, ориентированный по осям x, y, z, то соответственно возникает три линейных деформации (вдоль осей x, y, z ) ε_x,ε_y, ε_z
$$\epsilon _x = {Δdx\over dx}, \quad \epsilon _y = {Δdy\over dy},\quad \epsilon _z = {Δdz\over dz} $$
и три угловые деформации [math]\gamma _{xy}, \gamma _{yz}, \gamma _{zx}[/math] в трех взаимно-перпендикулярных плоскостях.

Относительные линейные и угловые деформации – величины безразмерные.

Деформации упругие и пластические

Деформации делятся на упругие и пластические (остаточные).

• Упругими деформациями называются деформации, исчезающие после снятия вызвавших их сил.
• Пластичными деформациями называются деформации, не исчезающие после снятия вызвавших их сил.

Типы деформаций

В зависимости от приложенных к телу нагрузок различают несколько видов деформации, отличающиеся законом распределения напряжений по сечению тела.

Растяжение-сжатие

в поперечном сечении действует только одно внутреннее усилие, не равное нулю — продольное усилие. Конструкция В этом случае говорят о линейной деформации конструкции (характеризуется абсолютным и относительным удлинением, остальными деформациями пренебрегают).

Чистый сдвиг

в поперечном сечении действует только поперечная сила. В этом случае линейные относительные деформации равны нулю, углы сдвига не равны нулю (характеризуется изменением формы)

Кручение

в поперечном сечении действует только крутящий момент. Линейные относительные деформации равны нулю, углы сдвига не равны нулю.

Изгиб

в поперечном сечении действуют изгибающий момент и поперечная сила.

Сложное сопротивление

одновременное действие нескольких типов простых деформаций — растяжения-сжатия, кручения, изгиба.

Для каждого из указанных видов деформации существуют свои формулы для расчета на прочность.

Ссылки по теме

---

метки: деформация

Упругая и пластическая деформация | Учебные материалы

Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием приложенных сил.

Внешние и внутренние силы приводят к возникновению в сечении тела напряжений.

Напряжением называется сила, приходящаяся на единицу площади сечения тела.

Под действием осевых растягивающих сил Р (рисунке 13) в плоскости m-n действуют нормальные растягивающие напряжения:

σ = P/F (H/м² , МПа, кгс/мм²),

где F -площадь поперечного сечения.

В произвольно выбранной плоскости m_i-n_i площадь сечения F_a=F/Сos a, действующая сила в этом сечении Р_a=Р × Cos a, нормальные напряжения

σ_a = P_a / F

a = σ × Cos²a, касательные напряжения τ_a=1/2 × σ × Sin²a.

Касательные напряжения τ_a, обращаясь в нуль в продольных и поперечных сечениях, имеют наибольшее значение на площадях, наклоненных под углом 45⁰ к оси растянутого стержня: τ_max = σ/2.

Рисунок 13 — Схема образования растягивающих нормальных (σ) и касательных (τ) напряжений

Деформация металла под действием напряжений может быть упругой и пластической.

Упругой называется деформация, полностью исчезающая после прекращения действия вызвавших ее напряжений.

Она не вызывает заметных остаточных изменений в структуре и свойствах металла, происходит незначительное по величине и обратимое изменение расстояний между атомами в кристаллической решетке металла (рисунке 14). С увеличением межатомных расстояний значительно возрастают силы взаимного притяжения атомов. При снятии напряжений под действием сил притяжения атомы возвращаются в исходное положение и упругая деформация исчезнет. Нормальные напряжения могут вызвать только упругую деформацию.

а- ненапряженная решетка; б- упругая деформация;

в, г- хрупкое разрушение путем отрыва

Рисунок 14 — Схема упругой деформации и хрупкого разрушения:

Если нормальные напряжения достигают величины сил межатомной связи, то произойдет хрупкое разрушение путем отрыва.

Пластической, или остаточной, называется деформация, остающаяся после прекращения действия сил, вызвавших ее.

В кристаллической решетке металла (рисунок 15) происходит необратимое перемещение атомов. После снятия напряжений в теле наблюдается остаточное изменение формы и размеров, причем сплошность тела не нарушается.

а- ненапряженная решетка; б- деформация под действием касательных напряжений; в- пластическая деформация, напряжения сняты;

г- вязкое разрушение путем среза; mm- плоскость сдвига (среза)

Рисунок 15 — Схема пластической деформации вязкого разрушения под действием касательных напряжений

Необратимое смещение атомов на параметр решетки происходит под действием касательных напряжений. В кристаллической решетке сдвиг (скольжение) происходит по плоскостям и в направлениях с наиболее плотной упаковкой атомов. Эти плоскости называются плоскостями сдвига, или скольжения. Чем больше элементов сдвига в решетке, тем выше пластичность металла. Наиболее легкий сдвиг по этим плоскостям и направлениям объясняется тем, что при этом величина перемещения атомов из одного устойчивого равновесного положения в узле решетки в другое такое же положение будет минимальной, а следовательно, необходимое касательное напряжение — наименьшим. В результате развития пластической деформации происходит разрушение путем среза.

Для одновременного перемещения атомов в плоскости сдвига требуется очень большое напряжение, которое в сотни и тысячи раз превышает реальное сопротивление сдвигу (таблица 1).

Таблица 1 — Теоретическое и реальное сопротивление сдвигу для пластической деформации некоторых металлов

Металл	Сопротивление сдвигу, МПа
	теоретическое	реальное
Железо Алюминий Медь	2300 1900 1540	29 1,2…2,4 1,0

Расхождения между теоретическим и реальным сопротивлением сдвигу, или между теоретической и реальной прочностью при пластическом деформировании, было объяснено дислокационным механизмом пластической деформации. Для перемещения дислокаций (рисунок 16) требуется лишь незначительное перемещение атомов, и пластическая деформация совершается при небольшой величине касательных напряжений, что и соответствует экспериментальным данным.

При выходе дислокации на поверхность металла она перестает существовать, но процесс пластической деформации сопровождается не только движением дислокаций, но и их зарождением. Источниками новых дислокаций могут быть вакансии, дислоцированные атомы, границы блоков и зерен, сами дислокации, не способные перемещаться.

Пластическая деформация поликристалла принципиально идет по тому же механизму, что и рассмотренного выше монокристалла, но имеет некоторую особенность. В поликристаллическом металле зерна, а следовательно, и плоскости легкого скольжения имеют разную ориентировку.

в б а

а – начало движения дислокации; б – промежуточное положение; в — выход дислокации на поверхность металла

Рисунок 16 — Схема движения дислокации под действием касательных

напряжений

Вследствие влияния соседних зерен деформирование каждого зерна не может совершаться свободно и начнется, когда напряжения превысят предел упругости. Сначала пластическая деформация может происходить лишь в отдельных зернах, у которых плоскости легкого скольжения совпадают с направлением максимальных касательных напряжений (под углом 450 к направлению приложенных сил). Кроме сдвига происходит и поворот частей зерна. При повороте плоскостей сдвиг облегчается. Смещение и поворот зерна приводит к повороту других зерен, в которых начинается процесс пластической деформации (рисунок 17).

В результате сдвигов и поворота плоскостей скольжения зерно (рис. 18, а) постепенно вытягивается в направлении растягивающих сил и образуется характерная ориентированная волнистая структура (рисунок 18, б), которая называется текстурой. В этом состоянии металл имеет резко выраженную анизотропию свойств, т.е. неоднородность свойств вдоль и поперек волокон. Так, вдоль волокон металл прочнее, чем в поперечном направлении.

Рисунок 17 — Схема возможных направлений плоскостей сдвига в зернах металла а — до деформации; б — после формации

Рисунок 18 — Схема пластической деформации зерна и изменение микроструктуры металла

ГОСТ 29089-91 (ИСО 1856-80) Материалы полимерные ячеистые эластичные. Определение остаточной деформации сжатия, ГОСТ от 15 августа 1991 года №29089-91

ГОСТ 29089-91
(ИСО 1856-80)

Группа Л69

MКC 83.100
ОКСТУ 2209

Дата введения 1993-01-01

1. ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Министерством химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 15.08.91 N 1359

Стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта ИСО 1856-80* «Материалы полимерные ячеистые эластичные. Определение остаточной деформации сжатия» и полностью ему соответствует
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер раздела, пункта
ГОСТ 25015-81	2, 5.3, 7.1

4. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2004 г.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает три метода определения остаточной деформации сжатия эластичных ячеистых материалов.

Стандарт применяют при испытании пенорезин и пенополиуретанов толщиной более 2 мм. При необходимости стандарт будет дополнен методами испытаний для других материалов.

2. ССЫЛКИ

ГОСТ 25015-81 Пластмассы ячеистые и пенорезины. Метод измерения линейных размеров*.
_______________
* Применение ГОСТ 25015 допускается до введения ИСО 1923 в качестве государственного стандарта.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Остаточная деформация сжатия определяется отношением разности первоначальной и конечной толщин испытуемого образца из ячеистого материала после сжатия в течение заданного времени, при заданной температуре и заданном времени восстановления к его первоначальной толщине.

4. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Испытуемый образец выдерживают в сжатом состоянии в течение определенного времени при определенной температуре и постоянной деформации. После снятия нагрузки определяют изменение толщины образца.

5. АППАРАТУРА

5.1. Сжимающее устройство, состоящее из двух плоских пластин, размеры которых больше размеров испытуемых образцов. Устройство снабжено прокладками и зажимами, позволяющими удерживать пластины параллельно друг другу. Расстояние между пластинами регулируют в зависимости от требуемой деформации.

5.2. Стеклянные фотографические пластины квадратной формы для испытания тонких материалов. Толщина пластин — 1,0-1,5 мм, длина сторон — 50-55 мм.

5.3. Измерительные устройства для определения размеров испытуемых образцов — по ГОСТ 25015.

6. ИСПЫТУЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ

6.1. Требования к образцам

Испытуемые образцы должны иметь параллельные верхнюю и нижнюю поверхности и вертикальные стороны. Образцы должны быть длиной (50±1) мм, шириной — (50±1) мм, толщиной — (25±1) мм. На вертикальных сторонах образца не должно быть загрязнений и поверхностной пленки.

Для испытания тонких материалов берут достаточное количество образцов размером 5050 мм, чтобы сумма их толщин была не менее 25 мм. Если число образцов больше двух, их располагают слоями, между которыми должны быть положены стеклянные фотографические пластины; весь комплект образцов испытывают как единый образец с единой толщиной.

6.2. Образцы с ориентированным направлением ячеек

При ориентированном направлении ячеек направление испытания согласовывают между изготовителем и потребителем.

Рекомендуется проводить испытания в том направлении, в котором изделие сжимают при эксплуатации.

6.3. Количество испытуемых образцов

Испытывают пять образцов толщиной 25 мм или пять комплектов образцов тонких материалов.

6.4. Кондиционирование образцов

Образцы испытывают не ранее чем через 72 ч после изготовления.

Перед испытанием образцы кондиционируют не менее 16 ч при температуре (20±2)°С и относительной влажности (65±5)%, или при температуре (23±2)°С и относительной влажности (50±5)%, или температуре (27±2)°С и относительной влажности (65±5)%.

7. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ

Испытание проводят по методу А, Б, или В, или по всем трем методам. Результаты испытаний, полученные при использовании различных методов, могут быть несопоставимы.

7.1. Метод А (сжатие при температуре 70°С)

После кондиционирования образца в соответствии с п.6.4 измеряют его первоначальную толщину по ГОСТ 25015.

Первоначальную толщину испытуемых образцов тонких материалов определяют вычитанием толщины комплекта фотографических стеклянных пластин из общей толщины комплекта фотографических стеклянных пластин и образцов. При измерении толщины комплект образцов должен находиться в горизонтальном положении.

Испытуемый образец или комплект образцов помещают между пластинами приспособления для сжатия (струбцины), сжимают на 50% или 75% его толщины и выдерживают при этих условиях. В особых случаях допускается сжатие на 90%.

В течение 15 мин образец в сжатом состоянии помещают в термостат с температурой (70±1)°С и выдерживают в течение 22 ч. Вынимают струбцину из термостата, в течение 1 мин извлекают образец из струбцины, помещают его на поверхность с низкой теплопроводностью (например деревянную) и выдерживают в течение 30 мин при температуре кондиционирования. Затем повторно измеряют толщину образца . При испытании тонких материалов следует избегать смещения слоев комплекта. Толщину составного образца рассчитывают вычитанием толщины комплекта стеклянных фотографических пластин из общей толщины комплекта стеклянных пластин и образцов ячеистого материала.

7.2. Метод Б (сжатие при температуре кондиционирования)

Применяют метод, аналогичный методу А, но выдерживают испытуемый образец в сжатом состоянии в течение 72 ч при температуре кондиционирования.

7.3. Метод В (сжатие при специально определенных условиях)

Применяют метод, аналогичный методу А, при условии, что время, температуру испытания и степень сжатия устанавливают особо.

8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

8.1. Остаточную деформацию при сжатии в процентах вычисляют по формуле

,

где	— первоначальная толщина образца, мм; — толщина образца после восстановления, мм.

8.2. Записывают остаточную деформацию, в скобках указывают степень сжатия, продолжительность и температуру испытания, например остаточная деформация в процентах (50%, 22 ч, 70°С).

9. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

Протокол испытания должен содержать:

а) описание материала;

б) температуру и относительную влажность при кондиционировании образца;

в) применяемый метод;

г) толщину образца, если она отличается от стандартной;

д) все значения остаточной деформации сжатия, вычисленные и выраженные в соответствии с разд.8;

е) среднее значение остаточной деформации сжатия;

ж) обозначение настоящего стандарта.



Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2004

Деформации бывают: упругие и остаточные.

Упругие – исчезают после снятия внешней нагрузки, а остаточные – сохраняются.

Механическое напряжение – это мера действия сил упругости (Па=Н/м2).

Напряжение бывает 2-х видов: нормальное – направлено перпендикулярно площади поперечного сечения  (сигма), и касательное – лежащие в плоскости поперечного сечения, т.е. направленное по касательной  (тау).

По характеру воздействия на деталь может возникать следующее напряжения (деформации): растяжение, сжатие, смятие, изгиб (), сдвиг, срез, кручение (), или сочетания этих деформаций.

В зависимости от материала для каждой детали существует опасное напряжение. Механические свойства материала определяются графической зависимостью напряжения от относительного удлинения при испытании образца на растяжение.

Диаграмма растяжения образца:

Закон ГУКА: напряжение прямо пропорционально относительному удлинению.

,

где E – модуль упругости материала (величина табличная),

— относительное удлинение в %

На участке ОА соблюдается линейная зависимость, т.е. выполняется закон ГУКА. Напряжение, возникающее в точке А называется _у предел упругости. Это напряжение допускает 0.05% остаточной деформации.

На участке АВ удлинение растет интенсивнее, чем приложение силы. Материал тускнеет (течет). Этот участок называется площадкой текучести. _Т(предел текучести)=0.2% от остаточной деформации.

На участке ВС материал вновь начинает сопротивляться приложению силы, но не подчиняется линейному закону. Напряжение в точке С обозначается _в и называется временное сопротивление. Один и тот же материал на этом участке ведет себя по-разному.

На участке СД для удлинения образца требуется уже меньшее приложение силы, т.е. материал перестает сопротивляться. В точке Д происходит разрыв _к-конечное напряжение.

Для пластичных материалов считается опасным предел текучести _Т (0,2%),

_опасн=_Т.

В расчетах деталей механизмов на прочность используют допускаемые напряжения, которые составляют часть от опасного и гарантируют надежность работы детали в течение заданного срока эксплуатации.

Допускаемое напряжение всегда пишется в [] – в скобках.

Допускаемое напряжение при растяжении находится:

[_р]= _т/n

n – коэффициент запаса прочности. Зависит от условий работы детали, ее ответственности, методов расчета и других факторов. n>=1

n=1 применяется только в авиационной техники и ракетостроении.

Принято считать что любое нормальное напряжение , кроме растяжения связано зависимостью []≈2[_р]

Любое допускаемое касательное напряжение [_Т ]≈ 0.5[_р]

При расчете на прочность обязательно должно выполняться условие прочности:

Максимальные действительные напряжения (расчетные) не должны превышать допускаемых значений напряжений

_max<=[] и_max<=[].

5. Теории прочности при расчете деталей машин.

В зависимости от прочностных характеристик материалов, оценивают возможность разрушения материала или переходов состояния текучести на основании гипотез о том, какой фактор вызовет появление опасного состояния.

Существуют 4 теории прочности.

1. Теория максимальных опасных напряжений:

При достижении действительными напряжениями предела текучести возникают опасные напряжения.

_max<=[] ,_max<=[]

2. Теория наибольших относительных деформаций.

Опасное состояние возникает, когда наибольшее относительное удлинение достигает определенного значения.

3. Теория наибольших касательных напряжений (при сложных деформациях).

Опасное состояние возникает, когда в детали присутствуют касательные напряжения, превышающие в 2 раза нормальные.

=<=[]

4. Энергетическая теория прочности.

С учетом удельной потенциальной энергии изменения формы деталей возникает опасное состояние при достижении значения касательных напряжений, превышающих в 1.7 раза нормальное.

=<=[]

остаточная деформация — это… Что такое остаточная деформация?



остаточная деформация

residual deformation

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• остаточная газонасыщенность
• остаточная дисперсия

Смотреть что такое «остаточная деформация» в других словарях:

• остаточная деформация — Деформация, остающаяся после приложения к образцу определенного уровня растягивающих, сжимающих или сдвиговых напряжений в точно установленный интервал времени и разгрузки за точно установленный интервал времени. При испытаниях на ползучесть… …   Справочник технического переводчика

• ОСТАТОЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ — (Permanent deformation) деформация, которая после прекращения действий внешней силы сохраняется в деформируемом теле в виде пластической деформации. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза… …   Морской словарь

• Остаточная деформация — 3.10. Остаточная деформация расстояние между контрольной точкой на испытываемом образце, находящемся в исходном состоянии, и этой же точкой на том же образце после снятия нагрузки. Источник: НПБ 171 98*: Лестницы ручные пожарные. Общие… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Остаточная деформация — Permanent set Остаточная деформация. Деформация, остающаяся после приложения к образцу определенного уровня растягивающих, сжимающих или сдвиговых напряжений в точно установленный интервал времени и разгрузки за точно установленный интервал… …   Словарь металлургических терминов

• остаточная деформация — liekamoji deformacija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Pusiausviroji medžiagos, kurios neveikia išoriniai veiksniai, deformacija. atitikmenys: angl. residual deformation; residual strain vok. bleibende Deformation, f;… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• остаточная деформация — liekamoji deformacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. permanent deformation; residual deformation vok. bleibende Deformation, f; bleibende Verformung, f rus. остаточная деформация, f pranc. déformation permanente, f; déformation… …   Fizikos terminų žodynas

• ОСТАТОЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ — деформация, не исчезающая после устранения воздействий, вызвавших ее …   Металлургический словарь

• ОСТАТОЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ — часть деформации, не исчезающая после устранения воздействий, вызвавших её …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• ОСТАТОЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ — при компрессии разность между объемом грунта до сжатия и в конце разбухания после снятия нагрузки. О. д. объясняется нарушением структуры отдельных агрегатов частиц при сжатии. Особенно характерна для глинистых грунтов …   Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

• остаточная деформация авиационного средства пакетирования — Деформация авиационного средства пакетирования или элемента его конструкции по отношению к первоначальной форме после прекращения воздействия нагрузки. [ГОСТ Р 53428 2009] Тематики авиационные грузовые перевозки EN distortionULD distortion …   Справочник технического переводчика

• остаточная деформация (металла) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN drift …   Справочник технического переводчика

Книги

• Свойства бумаги, Фляте Д.М.. 384 стр. В книге рассматриваются основные свойства различных видов бумаги (прочность, влагопрочность, долговечность, гигроскопические свойства, деформация при увлажнении и остаточная;… Подробнее  Купить за 2766 грн (только Украина)
• Свойства бумаги, Д. М. Фляте. В книге рассматриваются основные свойства различных видов бумаги (прочность, влагопрочность, долговечность, гигроскопические свойства, деформация при увлажнениии остаточная; оптические… Подробнее  Купить за 1657 руб

13. Упругая и пластическая деформация металлов. Материаловедение. Шпаргалка

13. Упругая и пластическая деформация металлов

Деформация – это изменение формы и размеров тела, деформация может вызываться воздействием внешних сил, а также другими физико-механическими процессами, которые происходят в теле. К деформациям относятся такие явления, как сдвиг, сжатие, растяжение, изгиб и кручение.

Упругая деформация – это деформация, которая исчезает после снятия нагрузки. Упругая деформация не вызывает остаточных изменений в свойствах и структуре металла; под действием приложенной нагрузки происходит незначительное обратимое смещение атомов.

При растяжении монокристалла возрастают расстояния между атомами, а при сжатии атомы сближаются. При смещении атомов из положения равновесия нарушается баланс сил притяжения и электростатического отталкивания. После снятия нагрузки смещенные атомы из-за действия сил притяжения или отталкивания возвращаются в исходное равновесное состояние и кристаллы приобретают первоначальные размеры форму.

Деформация может быть упругой, исчезающей после снятия нагрузки, и пластической, остающейся после снятия нагрузки.

Самое малое напряжение вызывает деформацию, причем начальные деформации являются всегда упругими и их величина находится в прямой зависимости от напряжения. Основными механическими свойствами являются прочность, пластичность, упругость.

Важное значение имеет пластичность, она определяет возможность изготовления изделий различными способами обработки давлением. Эти способы основаны на пластическом деформировании металла.

Материалы, которые имеют повышенную пластичность, менее чувствительны к концентраторам напряжений. Для этого проводят сравнительную оценку различных металлов и сплавов, а также контроль их качества при изготовлении изделий.

Физическая природа деформации металлов

Под действием напряжений происходит изменение формы и размеров тела. Напряжения возникают при действии на тело внешних сил растяжения, сжатия, а также в результате фазовых превращений и некоторых других физико-химических процессов, которые связанны с изменением объема. Металл, который находится в напряженном состоянии, при любом виде напряжения всегда испытывает напряжения нормальные и касательные, деформация под действием напряжений может быть упругой и пластической. Пластическая происходит под действием касательных напряжений.

Упругая – это такая деформация, которая после прекращения действия, вызвавшего напряжение, исчезает полностью. При упругом деформировании происходит изменение расстояний между атомами в кристаллической решетке металла.

С увеличением межатомных расстояний возрастают силы взаимного притяжения атомов. При снятии напряжения под действием этих сил атомы возвращаются в исходное положение. Искажение решетки исчезает, тело полностью восстанавливает свою форму и размеры. Если нормальные напряжения достигают значения сил межатомной связи, то произойдет хрупкое разрушение путем отрыва. Упругую деформацию вызывают небольшие касательные напряжения.

Пластической называется деформация, остающаяся после прекращения действия вызвавших ее напряжений. При пластической деформации в кристаллической решетке металла под действием касательных напряжений происходит необратимое перемещение атомов. При небольших напряжениях атомы смещаются незначительно и после снятия напряжений возвращаются в исходное положение. При увеличении касательного напряжения наблюдается необратимое смещение атомов на параметр решетки, т. е. происходит пластическая деформация.

При возрастании касательных напряжений выше определенной величины деформация становится необратимой. При снятии нагрузки устраняется упругая составляющая деформации. Часть деформации, которую называют пластической, остается.

При пластической деформации необратимо изменяется структура металла и его свойства. Пластическая деформация осуществляется скольжением и двойникованием.

Скольжение в кристаллической решетке протекает по плоскостям и направлениям с плотной упаковкой атомов, где сопротивление сдвигу наименьшее. Это объясняется тем, что расстояние между соседними атомными плоскостями наибольшее, т. е. связь между ними наименьшая. Плоскости скольжения и направления скольжения, лежащие в этих плоскостях, образуют систему скольжения. В металлах могут действовать одна или одновременно несколько систем скольжения.

Металлы с кубической кристаллической решеткой (ГЦК и ОЦК) обладают высокой пластичностью, скольжение в них происходит во многих направлениях.

Процесс скольжения не следует представлять как одновременное передвижение одной части кристалла относительно другой, оно осуществляется в результате перемещения в кристалле дислокаций. Перемещение дислокации в плоскости скольжения ММ через кристалл приводит к смещению соответствующей части кристалла на одно межплоскостное расстояние, при этом справа на поверхности кристалла образуется ступенька.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Что такое остатки? | Дисплей

Остатки в статистической модели или модели машинного обучения — это различия между наблюдаемыми и предсказанными значениями данных. Это диагностическая мера, используемая при оценке качества модели. Они также известны как ошибки.

Пример остатков

В среднем столбце таблицы ниже, Инфляция, показаны данные по инфляции в США за каждый месяц в 2017 году. В столбце Прогнозируемые показаны прогнозы модели, которая пытается предсказать уровень инфляции.Остатки показаны в столбце «Остаток» и вычисляются как остаток = инфляция — прогноз. В случае данных за январь 2017 года наблюдаемая инфляция составила 0,5%, модель предсказывала 1,8%, поэтому остаток составляет -1,3%.

На диаграмме ниже представлены данные в таблице. Вы можете прочитать остатки как разницу между наблюдаемыми значениями инфляции (точки) и прогнозируемыми значениями (пунктирная линия).

Почему важны остатки?

Остатки важны при определении качества модели.Вы можете исследовать остатки с точки зрения их величины и / или того, образуют ли они закономерность.

Если все остатки равны 0, модель предсказывает идеально. Чем дальше невязки от 0, тем менее точна модель. В случае линейной регрессии, чем больше сумма квадратов остатков, тем меньше R-квадрат статистики , при прочих равных.

Если средний остаток не равен 0, это означает, что модель систематически смещена (т. Е. Постоянно завышает или недооценивает).

Если остатки содержат закономерности, это означает, что модель качественно неверна, поскольку не может объяснить некоторые свойства данных. Существование шаблонов сводит на нет большинство статистических тестов.

Диагностика проблем путем поиска закономерностей в остатках

Если некоторые из остатков относительно велики по сравнению с другими, данные или модель могут быть ошибочными. Следующий шаг — исследовать и выяснить, что конкретно привело к необычно большому остатку.

В приведенном выше примере остатки для января и февраля намного дальше от 0, чем остатки для других месяцев. Таким образом, возможно, стоит выяснить, что же было необычного в январе. Необычно большие остатки называются выбросами, или крайними значениями.

Другой распространенный тип паттерна в остатках — это когда мы можем предсказать значение остатков на основе предыдущих значений остатков. Это известно как автокорреляция , последовательная корреляция и последовательная зависимость .Остатки в этом случае кажутся змеевидными — свидетельство автокорреляции.

Другой тип модели — это когда степень вариации остатков, кажется, меняется со временем. Этот паттерн известен как гетероскедастичность . На графике выше мы можем видеть некоторые свидетельства гетероскедастичности: остатки в месяцах с 1 по 4 находятся дальше от 0, чем остатки в месяцах с 5 по 12.

Другой тип шаблона относится к распределению остатков.В некоторых ситуациях может быть полезно увидеть, распределяются ли остатки в соответствии с нормальным распределением .

Различные виды остатков

Иногда остатки масштабируются (т. Е. Делятся на число), чтобы их было легче интерпретировать. В частности, стандартизированных остатков и стьюдентифицированных остатков обычно изменяют масштаб остатков так, что значения более 1,96 от 0 равняются значению p-, равному 0,05. В разных программных пакетах терминология используется непоследовательно.Кроме того, большинство пакетов не корректируют для исправления ошибок множественного сравнения , поэтому будьте осторожны при чтении документации с использованием масштабированных остатков.

Зайдите в блог Displayr, чтобы узнать больше обо всех аспектах науки о данных и машинного обучения.

.

закон Гука | Описание и уравнение

Закон Гука , закон упругости, открытый английским ученым Робертом Гук в 1660 году, который гласит, что при относительно небольших деформациях объекта смещение или размер деформации прямо пропорциональны деформирующей силе или нагрузка. В этих условиях объект возвращается к своей первоначальной форме и размеру после снятия нагрузки. Упругое поведение твердых тел в соответствии с законом Гука можно объяснить тем фактом, что небольшие смещения составляющих их молекул, атомов или ионов из нормального положения также пропорциональны силе, вызывающей смещение.

Закон Гука Закон Гука, F = к x , где приложенная сила F равна постоянной к , умноженной на смещение или изменение длины x . Encyclopædia Britannica, Inc.

Деформирующая сила может быть приложена к твердому телу путем растяжения, сжатия, сжатия, изгиба или скручивания. Таким образом, металлическая проволока демонстрирует упругое поведение в соответствии с законом Гука, поскольку небольшое увеличение ее длины при растяжении приложенной силой удваивается каждый раз, когда сила удваивается.Математически закон Гука гласит, что приложенная сила F равна постоянной k, в раз превышающей смещение или изменение длины x , или F = k x . Значение k зависит не только от вида рассматриваемого эластичного материала, но также от его размеров и формы.

При относительно больших значениях приложенной силы деформация эластичного материала часто больше, чем ожидалось на основании закона Гука, даже несмотря на то, что материал остается эластичным и возвращается к своей первоначальной форме и размеру после снятия силы.Закон Гука описывает упругие свойства материалов только в том диапазоне, в котором сила и смещение пропорциональны. ( См. Деформацию и текучесть .) Иногда закон Гука формулируется как F = — k x . В этом выражении F больше не означает приложенную силу, а скорее означает равную и противоположно направленную восстанавливающую силу, которая заставляет эластичные материалы возвращаться к своим первоначальным размерам.

Закон Гука также может быть выражен в терминах напряжения и деформации.Напряжение — это сила, действующая на единицу площади внутри материала, которая возникает в результате приложенной извне силы. Деформация — это относительная деформация, вызванная напряжением. Для относительно небольших напряжений напряжение пропорционально деформации. Для конкретных выражений закона Гука в этой форме см. Модуль объемной упругости ; модуль сдвига; Модуль для младших.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня .

Проверьте свое понимание обсуждаемых теоретических вопросов, ответив на следующие вопросы.

1) Из чего состоит артикуляция звука?

2) Что такое фонематическая система языка ?

3) Объясните взаимосвязь между фонемой и аллофоном.

4) Говорите о фонеме как о связке функций .

5) Как можно обнаружить фонемы? Что такое минимальная пара ? Приведи примеры.

6) Почему фонема является абстракцией ?

7) Расскажите о функциях фонемы.

8) Какие различия между V и C?

9) Какие критериев используются для классификации английских гласных?

10) Какие артикуляционные особенности согласных звуков считаются существенными с классификационной точки зрения?

11) Что такое связная речь и в чем ее значение?

12) Что такое феномен коартикуляции / приспособления ? Приведите примеры.

13) Какие слоги обычно произносятся точно, а какие ослабляются, укорачиваются или опускаются в связанной речи?

14) Расскажите о типологии настроек звука в связной речи.

15) Что такое ассимиляция?

16) В чем разница между прогрессивной и регрессивной ассимиляцией?

17) Какой вид ассимиляции влияет на альвеолярное сочленение [t, d, n] и [l] , когда за ними следуют [θ] или [ð] ?

18) Какой аллофон фонемы [l] используется в слове health ? Чем этот аллофон отличается от основного?

19) Прочтите и расшифруйте слова поезд, мелочь . Скажите, какой согласный в них усваивается и в какой степени ассимиляции.

20) Можете ли вы сформулировать принципы, определяющие произношение окончаний ed , , добавленных к обычным английским глаголам из прошедшего неопределенного времени? Приведите примеры, иллюстрирующие все возможные случаи.

21) Сформулируйте принципы, определяющие произношение окончания s, -z, , добавляемого в конец слова, чтобы образовать существительное во множественном или притяжательном числе, или поставить глагол в форме единственного числа от третьего лица настоящее время.Это окончание пишется по-разному: -s, -es, -s, -s.

22) Предположим, ваш однокурсник произносит слово медицина как [metsın], а blackboard как [‘blægbo: d]. Помня о том, что вы знаете о озвучивании и воспроизведении на английском и русском / украинском языках, скажите ему, что он должен сделать, чтобы устранить ошибку.

23) Какое явление называется редукцией?

24) Назовите звуки, которые обычно встречаются в безударных слогах?

25) Какие степени редукции вы знаете?

26) Прочтите следующее предложение: Я могу прочитать его самостоятельно. Какое сокращение наблюдается в слове может?

27) Перепишите и прочтите предложение: Он прав. Какое сокращение встречается в слове he?

28) Постарайтесь вспомнить, в каких позициях вспомогательные и модальные глаголы обычно ударены в предложении.

29) В каких позициях предлоги обычно ударены в предложении?

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Заполните следующие таблицы с артикуляционной классификацией английских гласных и согласных (RP).

РП ГОЛОСОВЫЕ

1. Устойчивость артикуляция

Монофтонги-

Дифтонги —

2. Длина сочленения

Длинный

Короткий —

ı -глайд: ə -глайд: u-glide:

3. Степень мышечного напряжения

Время-

Лакс —

4.Участие губ

Округлый (лабиализированный)

Неокругленный (нелабиализированный)

5, Вертикальное перемещение языка

6. Горизонтальное движение языка

разнообразие

полностью перед

передний убран

центральный (смешанный)

назад продвинутый

полностью назад

High (близко)

узкий

широкий

Mid (середина открытия)

узкий

широкий

Низкий (открыто)

узкий

широкий

RP СОГЛАСОВАНЫ

Активный орган, место препятствие Тип препятствия, способ создания шума

Лабиальный

лингвальный

Фарингал

Forelingual

Среднеязычный

Заднеязычный

двугубное лабио-стоматологический

межзубный

альвеолярный

постальвеолярный

палато- альве- олар

небный

веляр

голосовая щель

Окклюзионные средства

взрывчатые вещества

—

назальные сонанты

Ограничивающие

фрикативы

сонанты

Филиалы

Дата: 14.01.2016; просмотр: 1235 . Share This Post  :  Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт