Efectul factorului scară - studopediya

Pe rezistența materialului afectează dimensiunile obiectului încărcat. Dependența rezistenței la deformare și distrugerea materialelor structurale în aceleași condiții de încărcare a dimensiunilor obiectelor de testare, menținând între timp similitudinea lor geometric numit efect de scară, sau factor de scală.

Prin natura manifestării efectelor la scară toate materialele pot fi împărțite în două grupe. Primul grup este materiale fragile și quasibrittle, al doilea - materiale cu deformări plastice importante reziduale.

Efectul asupra dimensiunea corpului a puterii sale este mai pronunțată în grupa de materiale Perova la a doua marcă poate include diverse fonte, oțeluri călite și rezistență ridicată, Grafit, sticlă, unele materiale plastice și alte materiale cu structură grosieră cuprinzând diverse incluziuni și neuniformitate. In astfel de materiale de distrugere, în general, are loc prin separarea și friabil, de obicei însoțită de o dispersie substanțială a valorilor rezistenței. Motivele pentru scăderea rezistenței la rupere fragilă a acestor materiale cu creșterea suprafeței sau volumul viziunea modernă a secțiunii transversale este o probabilitate mai mare de apariție a neregulilor și „puncte slabe“ în eșantioane mari.

În ceea ce privește materialele plastice, care includ cele mai multe materiale structurale utilizate în mod obișnuit (otel, aluminiu, titan, cupru și alte aliaje), întrebarea despre influența factorului scală în rezistența la deformare și fractură chiar în planul pilot nu a fost studiată.

Când testat multe aliaje și oțeluri este prezentată caracteristica de tracțiune cu creșterea limitei proporțională mărimii eșantionului și limita de curgere este aproape nu sa schimbat, dar există o scădere a rezistenței la tracțiune, rezistența la rupere și adevărata gâtuirea relativă. În ciuda faptului că până în prezent a acumulat o mulțime de informații despre materialele și proprietățile lor, nu există încă un consens cu privire la aceste sau alte ipoteze pe care s-ar putea descrie, sau cel puțin calitativ explica caracteristicile mărimii efectului părții asupra rezistenței și deformarea proprietăți. Evident, acest efect nu ar trebui să fie atribuit doar natura fizică a materialului, ci și cu caracteristicile obiectului de încărcare mecanică.

Modificări ale proprietăților mecanice ale caracteristicilor materialelor în funcție de dimensiunile probelor asociate factorilor tehnologici, mecanice, energetice și statistice, efectul combinat al cărui imagine este extrem de complicată.

Factor motive tehnologice determinat natura metalurgică, cum ar fi sinterizarea tratament termic în modul vedere, metoda de topire etc. In lingouri mari in curs de dezvoltare din ce în ce procesele de segregare, definind uniformitatea, anizotropie, saturația de gaz, etc. Factorul de proces include, de asemenea, metode de fabricare de prelucrare a caracteristicilor mecanice (forjare, ștanțare, decupare, fier), atunci când un straturi subțiri de suprafață ale metalului par gradienti sesizabile ale proprietăților materialului.

Sub mecanică se referă la un set de factori legați de încălcarea similaritate a elementelor comparate în timpul încărcării lor. obiecte de multe ori sub încărcare multiscale similitudine geometrică cu identitate respect nu se realizează prin regimuri de încărcare, care se manifestă în diferite rate de creștere de stres în timpul încărcării sau curgere diferite viteze ale procesului de deformare, deoarece acești parametri depind de geometria obiectului. gradientului Stresul afecteaza in mod semnificativ economiile de scară, care crește odată cu creșterea concentrației tensiunilor și neomogenității câmpului de stres.

explicație Puterea de factorul de scală se bazează pe presupunerea că scad de putere din cauza diferite rezerva de energie elastică acumulată în sistem și volumul de testare încărcat.

Deoarece factorul de scalare este cel mai evident în materiale reduse de plastic, este adesea o manifestare legata cu natura statica. concluzii calitative teorii statistice sunt aceleași. Acest lucru se datorează faptului că cele mai multe teorii se bazează pe aceleași ipoteze. În special, se presupune că sursa de fractură este o fisură linia parului sau orice alt defect care, în procesul de încărcare, înainte de distrugerea nu schimba setările lor. Se presupune că dimensiunile unei microcrack critice suficiente pentru a provoca distrugerea întregului eșantion, indiferent de mărime, iar fiecare microcrack îndeplinește anumite tensiune critică la care începe degradare, iar fiecare material corespunde unei anumite funcții critice distribuția tensiunilor microfisurilor.

Relațiile care descriu existența efectului pe scară în diferite teorii variază ca urmare a diferitelor abordări în care se ocupă cu teoria probabilităților sarcini auxiliare, tipul care formează baza parametrilor inițiali teoria curbelor de distribuție, natura simplificărilor primite etc. Teoriile statistice de imagine fizică, în acest caz, mulțumit clar :. Decât mai mare decât mărimea obiectului, cu atât mai mare probabilitatea prezenței unui defect periculos și inferior puterii sale. Dintre cele două tipuri de sarcini mai periculos este faptul că, la care cantitatea de material stocat în zona maximă de stres. Din acest punct de vedere, rezistența medie la tracțiune nu trebuie să fie mai mică decât la forfecare pură, forfecare pură și când - este mai mică decât forța flexural concentrată. Se pare că, începând cu o parte din mărimea eșantionului, a realizat un set complet de toate neregulile posibile și puncte slabe, și, astfel, o creștere suplimentară în mărime nu mai este însoțită de o scădere a puterii.

Rețineți că, pentru a fi o abordare critică a metodelor de evaluare a capacității portante a elementelor structurale, luând în considerare factorul de scală bazat pe o abordare probabilistă. Corectitudinea aceste metode nu pot fi ridicate, și depinde de faptul dacă modelul acceptat reflectă proprietățile materialului structural și ia în considerare cinetica distrugerii sale.

Mai real acum pentru examinare în practica de proiectare, economiile de scară pare a fi o abordare bazată pe teoriile tradiționale fenomenologice, atunci când factorul de scalare este asociat cu anumiți parametri care reflectă natura statistică a rezistența materialului.

Atunci când se evaluează capacitatea portantă a elementelor structurale din materiale plastice atunci când tensiunea admisibilă pentru materialul se calculează pe puterea probei, factorul de scara poate fi practic neglijată, deoarece, după cum arată datele experimentale, starea de curgere a materialelor la diferite rapoarte ale principalelor tensiuni, este descrisă de ecuații care nu conțin parametri care depind de dimensiunea obiectului testat. Cu toate acestea, trebuie apreciat că, în funcție de condițiile de funcționare ale aceluiași material poate degrada sau plastic fragil. Prin urmare, atunci când proiectarea obiecte mari ar trebui să fie abordată cu o mare responsabilitate pentru a evalua impactul factorului scară și să facă această evaluare, ținând seama de caracteristicile condițiilor de funcționare.