Плоскости скольжения

На 11.16 приведен пример наиболее простой — с и м м е т-ричной разветвленной магнитной цепи. Магнито-провод ее выполнен из одинакового материала и конструктивно симметричен относительно плоскости симметрии, проходящей через вертикальную ось симметрии и расположенной параллельно плоскости abed магнитопровода.

Симметрия — организация элементов конструкции, основанная на правильном их размещении относительно центра или оси. Конструкции, не обладающие симметрией, называются асимметричными. В сознании человека симметрия ассоциируется со статичностью (равновесием), что способствует уменьшению утомляемости. В растительном мире все, что имеет единственную точку опоры (листок, цветок, стебель), обладает симметрией. Различают относительную симметрию ( 6,7, а), когда относительно оси или плоскости уравновешиваются элементы примерно одинакового качества (по форме, размеру, цвету), и контрастную симметрию ( 6.7, б), когда уравновешивание выполняется установлением соотношения величины и взаимного положения различных форм: осевую (ромашка), винтовую (улитка); орнаментальную и т. д. Симметрия способствует выявлению главного в композиции, предопределяя его направленность к центру, оси симметрии, плоскости симметрии.

представлена на 6.23, а передняя панель прибора на 6.24. В обоих случаях пропорци-онирование заключается в увеличении размера прибора в соответствии с иррациональными соотношениями (1/^/2; 1/^/3), образуемые сторонами квадратов и их диагоналями. Одним из методов пропорционирования является использование соразмерности всего устройства и его частей, называемых модулями т ( 6.25). Пропорциональные закономерности могут быть усилены масштабированием, ритмичностью, констрастом и нюансом ( 6.26, а — г). Статичности при конструировании панели РЭС достигают путем симметричного расположения рядов клавиш и элементов индикации относительно оси (плоскости) симметрии или контрастного симметричного расположения разногабаритных и разногоновых элементов ( 6.27). При компоновке панели управления в целом необходимо принимать во внимание: взаимное расположение органов индикации и управления с учетом последовательности работы с ними, с тем чтобы органы зрения и управления человека двигались в одном направлении без резких скачков и зигзагов; при работе с двумя и более ручками регулировки руки оператора не должны перекрещиваться; при работе двумя руками следует стремиться к тому, чтобы движения оператора были симметричны и синхронны; при наличии нескольких разнесенных пультов их состав и расположение должны быть хорошо продуманы.

Пусть железо имеет бесконечно большую магнитную проницаемость, линии магнитного поля входят в ярмо и сердечник нормально к их поверхностям. Поскольку оба стержня имеют совершенно одинаковую обмотку, плоскость х — а является плоскостью симметрии, поэтому достаточно рассмотреть поле в одной половине окна. По обе стороны плоскости симметрии расположены катушки с одним и тем же направлением тока, поэтому линии поля пересекают плоскость симметрии под прямым углом. Решение уравнений Пуассона и Лапласа определяется в виде функций двойного ряда

Так как линии поля перпендикулярны плоскости симметрии, запишем четвертое граничное условие:

Государственный первичный эталон единицы магнитного потока создан по типу катушки Кемпбелла. Первичная обмотка катушки состоит из двух одинаковых однослойных цилиндрических поясов (по 100 витков в каждому, соединенных последовательно; вторичная обмотка с большим радиусом расположена в плоскости симметрии этих поясов соосно с ними. Взаимная индуктивность катушек рассчитывается по геометрическим размерам. Номинальное значение постоян-

Государственный первичный эталон единицы магнитного потока создан по типу катушки Кемпбелла. Первичная обмотка катушки состоит из двух одинаковых однослойных цилиндрических поясов (по 100 витков в каждом), соединенных последовательно; вторичная обмотка с большим радиусом расположена в плоскости симметрии этих поясов соосно с ними. Взаимная индуктивность катушек рассчитывается по геометрическим размерам. Номинальное значение постоянной эталона 10~2 Вб/А с погрешностью не более 0,001 % [21].

На 14.27 изображен рельеф модуля взаимного спектра (четных) функций Уолша при Л' = 64 и синусоидальных функций. Видно, что рельеф взаимного спектра 8 (}, я) характеризуется хорошо выраженной симметрией. Максимумы \В (/, л) находятся вблизи плоскости / = (,i. Дополнительные плоскости симметрии, связывающие боковые максимумы, перпендикулярны основной плоскости и пересекают ее с интервалами 2* в точках /' = у. = 2*, k = О, 1, 2, ...

1.30р. Для каждого из трех случаев в одном из ребер, наиболее удаленном от плоскости симметрии (по обе стороны от которой величины токов по соответствующим ребрам одинаковы), зададимся произвольным током, например 1 А. Затем, используя законы Кирхгофа и условия симметрии, найдем токи в остальных ребрах. После этого определим разность потенциалов между заданными точками и входной ток. Частное от деления разности потенциалов на входной ток даст искомое сопротивление.

1.30р. Для каждого из трех случаев в одном из ребер, наиболее удаленном от плоскости симметрии (по обе стороны от которой величины токов по соответствующим ребрам одинаковы), зададимся произвольным током, например 1 А. Затем, используя законы Кирхгофа и условия симметрии, найдем токи в остальных ребрах. После этого определим разность потенциалов между заданными точками и входной ток. Частное от деления разности потенциалов на входной ток даст искомое сопротивление.

1 — горизонтальное и параллельное плоскости симметрии корпуса человека, работающего на приводе;

Дислокации в растущем монокристалле образуются под действием термоупругих напряжений (касательных напряжений в плоскости скольжения) т, возникающих в растущем монокристалле полупроводника в результате различия размеров отдельных его слоев, находящихся при различных температурах ( 4.38). В слое, расположенном перпендикулярно оси роста монокристалла и находящемся под действием осевого градиента температуры ( 4.38, а — в), для полного снятия напряжений необходимо устранить разность размеров диаметров верхней и нижний частей слоя AD. Для этого в него необходимо ввести определенное количество дислокаций п (ис. 4.38, б) :

I — равновесное расположение атомов в атомных плоскостях, прилегающих к плоскости скольжения; 2 — постепенное смещение одной плоскости относительно другой под действием внешнего напряжения т; Э—нижняя атомная плоскость как целое сместилась относительно верхней атомной плоскости на одно атомное расстояние

смещения одной части кристалла относительно другой одновремей-но по всей плоскости скольжения ( 1.35, а).

На 1.36 показано расположение атомов в сечении кристалла, в котором вдоль плоскости скольжения произведен незавершенный сдвиг, т. е. сдвиг, распространившийся не по всему сечению кристалла, а дошедший лишь до плоскости ОМ. В результате такого сдвига в верхней части решетки появляется «лишняя» атомная плоскость ОМ, которую называют экстраплоскостью. Соответственно атомный ряд ), лежащий над плоскостью сдвига, содержит на один атом больше, чем ряд 2, расположенный ниже этой плоскости. Поэтому расстояние между атомами ряда / у точки 0 (центр дислокации) меньше нормального (решетка сжата), а расстояние между атомами ряда 2 больше нормального (решетка растянута). По-мере перемещения от центра дислокации вправо и влево, вверх и вниз искажения решетки постепенно уменьшаются и на некотором расстоянии от 0 в кристалле восстанавливается нормальное расположение атомов. В направлении перпендикулярном плоскости чертежа, дислокация может проходить в виде линии (края плоскости ОМ) через весь кристалл. Такая дислокация называется краевой.

Однако при небольшом смещении дислокации в плоскости скольжения симметрия в расположении атомов относительно центра дислокации нарушается, вследствие чего появляется сила, препятствующая движению дислокации. Из 1.38 видно, что эта сила не может быть большой, так как она создается небольшим количеством роликов и перемещение роликов 4, 5 в новое положение равнове^ сия происходит в значительной мере под влиянием сил /?4, Ръ.

В самом деле, предположим, что дислокация, перемещающаяся в плоскости скольжения под действием касательного напряжения т, встречает на своем пути неподвижное препятствие D. Таким< препятствием может быть пересечение дислокации с другой дислокацией, атом примеси и другие дефекты. На 1.39 показана схема преодоления препятствия: при приближении к D дислокация АВ постепенно искривляется и образует петлю, огибающую препятствие; за препятствием петля замыкается и снова становится прямолинейной (А'В').

Значительно более заманчивым является использование левой ветви этой кривой, отвечающей получению бездефектных кристаллов. В настоящее время в этом направлении сделаны первые шаги — получены тонкие нитевидные кристаллы, обладающие ~почти идеальной внутренней структурой. Их называют часто «усами». Толщина усов колеблется обычно от 0,05 до 2 мкм, длина — от 2—3 мм до 10 мм. Замечательным свойством таких кристаллов является исключительно высокая прочность, близкая к теоретической величине. Так, у нитевидных кристаллов железа предел прочности оказался равным 1,3 • 1010 Н/м2 (1300 кгс/мм2), у меди 0,3 • 1010 Н/м2 {300 кгсм/см'2) и т. д., в то время как обычные кристаллы этих металлов обладают пределом прочности, равным соответственно 3 . 108 Н/м2 (30 кгс/мм2) у железа и 2,6 • 10е Н/м2 (25 кгс/мм2) у меди. Упругая деформация у нитевидных кристаллов достигает нескольких процентов; по достижении этой деформации кристаллы хрупко разрушаются. Напомним, что у обычных кристаллов уже при деформации в сотые доли процентов начинается заметное пластическое течение. Это свидетельствует о том, что у нитевидных кристаллов из-за отсутствия дислокаций сдвиг по плоскостям скольжения протекает в форме жесткого смещения одной части решетки относительно другой с преодолением связи одновременно у всех атомов плоскости скольжения. Необычно высокая упругая деформация «усов» обусловлена отсутствием легко подвижных дислокаций, которые у обычных кристаллов вызывают пластическую деформацию уже при очень низких напряжениях.

Кратковременная устойчивость. Немедленно после взрыва и рассеяния ударной волны борта воронки должны принимать устойчивую конфигурацию. В этот момент, будучи разрушена, большая часть их поверхности находится в состоянии неустойчивого равновесия, особенно из-за дополнительной пригрузки породой, упавшей на бровку после выброса. Любые глинистые прослойки, трещины или ослабленные плоскости скольжения могут служить в это время очагами локальных оползней. Гипердавления ядерного взрыва вызывают гидравлическое трещинообразование в породе, оттесняя далеко за контуры воронки поровую воду и увеличивая тем самым неустойчивость бортов. Контролировать кратковременную устойчивость стенок воронки очень трудно или практически невозможно. Однако при проектировании и расчетах ядерных взрывов необходимо оконтуривать сомнительные зоны и определять возможные границы оползней.

У некоторых материалов после облучения на кривых растяжения сразу по достижении верхнего предела текучести наблюдается падение напряжения и пластическое течение с отрицательным коэффициентом упрочнения. При этом деформация начинается в местах локальной концентрации напряжений с образованием шейки. Снижение или перемену знака коэффициента деформационного упрочнения у облученных материалов в последнее время объясняют эффектом «каналирования» дислокаций [7], т. е. тем, что лидирующие дислокации уничтожают препятствия в действующей плоскости скольжения и таким образом облегчают движение следующих дислокаций в этих плоскостях ( 11). Образование дислокационных каналов и уничтожение радиационных дефектов дислокациями при скольжении наблюдалось непосредственно в колонне высоковольтного электронного микроскопа в облученных электронами до 3,8- Ю19 — 4,6-1021 см~2 фольгах высокочистого никеля [8].

fA/ 1---' t-f —j- 2 -rr2—; H0 — высота потенциального барьера, создаваемого зоной; Nz — число препятствий (зон) на единицучтлоща-ди плоскости скольжения; ц — модуль сдвига. Подставляя значение Н (т) в уравнение Аррениуса для скорости деформации кристаллов

кация срывается с препятствия. По мере увеличения напряжения дислокация перемещается до тех пор, пока не преодолеет все барьеры ( 15). Максимальное напряжение, при котором дислокация преодолевает весь спектр стопоров в плоскости скольжения, принимается за величину критических скалывающих напряжений. При этом дислокация движется по пути наименьшего сопротивления, перерезая слабые препятствия и огибая с образованием петель прочные барьеры. КСН в случае препятствий, расположенных в узлах квадратной решетки, имеет вид