Сжимающих напряжений

Упругие напряжения в пленках SiO2 зависят от температуры, скорости осаждения, режимов отжига, состава примесей и др. В нелегированных пленках, осажденных при 400—800° С, растягивающие напряжения достигают 10—40 ГПа. С ростом температуры осаждения до 650—750 °С появляются слабые сжимающие напряжения до 10 ГПа, но при дальнейшем росте температуры до 900 °С они возрастают до 20—30 ГПа.

Пленки оксинитрида кремния получают в результате реакцией между силаном, закисью азота и аммиаком или между силаном, диоксидом углерода, аммиаком и водородом. Подбором условий можно осаждать пленки промежуточного между SiO2 и Si3N4 состава, упругие напряжения в которых могут отсутствовать, поскольку для пленок оксида кремния характерны сжимающие напряжения, а нитрида кремния — растягивающие.

Аналогичным образом находятся осевые сжимающие напряжения с использованием исходного уравнения

В обычно применяемых конструкциях трансформаторов изоляция подвергается воздействию, как правило, только сжимающих усилий, а наиболее употребительные изоляционные материалы, например электроизоляционный картон, кабельная бумага, бумажно-бакелитовые изделия, текстолит, допускают сжимающие напряжения до 20—40 МПа, что практически оказывается совершенно достаточным.

В обычно применяемых конструкциях трансформаторов изоляция подвергается воздействию, как правило, только сжимающих усилий, а наиболее употребительные изоляционные материалы, например электроизоляционный картон, кабельная бумага, бумажно-бакелитовые изделия, текстолит, допускают сжимающие напряжения до 20—40 МПа, что практически оказывается совершенно достаточным.

В обычных железобетонных трубопроводах прочностные возможности стальной рабочей арматурф существенно недоиспользуются. Для устранения этого делают предварительно напряженные трубопроводы, выполняемые различным Способом. Наиболее простой способ состоит в том, что бетонная оболочка обжимается стальной кольцевой арматурой, наматываемой на оболочку снаружи и покрываемой защитным слоем бетона. При наполнении трубопровода оболочка трубопровода начинает подвергаться внутреннему давлению и при этом предварительно сообщенные ей сжимающие напряжения уменьшаются, а обжимающая оболочку стальная арматура получает добавочные растягивающие напряжения. При этом не возникают растягивающие напряжения в бетонной оболочке и лучше используются прочностные способности стальной арматуры.

При напылении в интервале температур 150—200 °С в металлических пленках наблюдаются растягивающие напряжения, уменьшающиеся с повышением температуры и изменяющиеся при более высоких температурах на сжимающие напряжения.

Ряд исследований показывает, что если переходная зона составляет 25—30% от глубины закаленного слоя, то при сохранении приемлемой величины растягивающих напряжений в переходной зоне полезные сжимающие напряжения на поверхности обеспечивают высокую усталостную прочность обработанных деталей. Это соотношение обычно легко осуществляется при рассмотренных условиях.

Главные растягивающие и сжимающие напряжения в скрученном упругом цилиндре направлены по винтовым поверхностям — геликоидам. В соответствии с этим при периодическом намагничивании скрученного ферромагнитного цилиндра в нем возникает геликондально направленный в пространстве и периодически изменяющийся во времени магнитный поток, характеризуемый вектором индукции В ( 258, б). Циркулярная составляющая Вц вектора В наводит в цилиндре продольную э. д. с.

контакта вставки и пластины (допускается смещение пластины по направлению касательной к линии контакта); 6 — отличается от варианта 5 тем, что по линии контакта пластины и вставки передаются только сжимающие напряжения, допускается смещение пластины не только по касательной к краю вставки, но и по нормали к ней (отрыв); 7 — пластина с отверстием, подкрепленным стальным кольцом, толщина стенки которого равна 7 мм (? = = 2-105 МПа), по линии контакта пластины и кольца обеспечивается непрерывность перемещений; 8 — то же, толщина стенки — 5,5 мм. Результаты расчета МКЭ и аналитическим методом дают удовлетворительное совпадение.

пряжения в точке А у проходки переходят в сжимающие, и при 6 = 28 мм они равны нулю. Для трубы с толщиной стенки 4 мм при интенсивности предварительного напряжения бетона 10,0 МПа максимальные растягивающие и сжимающие напряжения соответственно составляли 6,82 и 25,34 МПа. При 6 = 28 мм бетон во всех точках в окрестности трубы был сжат, а максимальные и минимальные напряжения по кольцевому сечению равнялись соответственно 12,9 и 0,008 МПа ( 1.1.9, б).

Дробеструйная обработка и накатывание поверхности роликом или шариком используются для упрочнения поверхностного слоя детали созданием в нем сжимающих напряжений благодаря пластической деформации поверхностного слоя. Такая обработка повышает предел выносливости деталей при знакопеременных нагрузках. Накатывание шариком может также использоваться для уменьшения шероховатости или для создания на поверхности определенного рельефа, например для лучшего удержания смазки. . •

Макрораспределение плотности дислокаций по поперечному сечению монокристалла полупроводника, как правило, отражает распределение в нем термоупругих напряжений. Так как при охлаждении монокристалла тепло от него отводится преимущественно излучением с боковой поверхности, то периферийные слои имеют более низкую температуру, чем центральные. В результате их линейные размеры сокращаются быстрее, чем центральные слои монокристалла. При этом они будут сжимать их, что приведет к возникновению сжимающих напряжений в центральных и растягивающих напряжений в периферийных слоях монокристалла (см. 4.40, а).

область растягивающих напряжений; 2 — область сжимающих напряжений; 3 — нейтральный слой

Среди предварительно напряженных несущих обделок различают три основных типа: 1) обжатые бетонные, 2) напряженно-армированные и 3) банда-жированные. В первом типе отсутствует металл и начальное напряженное состояние создается нагнетанием под больв!им давлением цементного раствора в зазор за обделку ( 14-8). При нагнетании давление должно быть в 1,5—2 раза больше того, которое возникает после наполнения туннеля водой. Тогда, после наполнения, будет происходить только уменьшение первоначально созданных сжимающих напряжений в обделке. В сплошной кольцевой зазор 3—5 см нагнетается раствор. Обделка получается многослойной: наружный слой бетона, полость, образующая зазор определенной толщины и внутреннее кольцо. Внутреннее кольцо может выполняться как сборным из бетонных блоков ( 1'4-8,а), так и монолитным ( 14-8, б.)

Наблюдаемое после отжига увеличение длины свидетельствует о преобладающем действии сжимающих напряжений 1-го рода, релаксация которых приводит к удлинению образца, несмотря на некоторое уменьшение удельного объема, происходящее в результате отжига наклепанной стали. Оценкой среднего напряжения 1-го рода может

Результаты статистической обработки всех обследованных материалов показали, что коэффициент при параметре т Л имеет знак минус (Я > 0). Проанализируем, имеет ли это какои^о физический смысл. Числитель формулы (4.4) представляет величину, пропорциональную среднему напряжению, которое вызывает только изменение объема без изменения формы [72]. Если рассматривать этот эффект на микроуровне, то можно предположить, что среднее напряжение может влиять на межатомные силы связи и как следствие — на энергию активации процесса разрушения. Когда среднее напряжение больше нуля (?7>0), происходит ослабление межатомных сил связи; когДа преобладают напряжения сжатия (//<0), возможно увеличение энергии активации процесса разрушения. С увеличением жесткости напряженного состояния (&) растет величина TJ , и при положительном среднем напряжении вероятность хрупких разрушений повышается, в области сжимающих напряжений увеличение жесткости снижает вероятность разрушения. При всестороннем равном сжатии разрушение невозможно — энергия активации процесса разрушения безгранично растет. Таким образом, уравнение типа (4.16) позволяет раскрыть физическую суть параметра ц и показывает, что изменение вида напряженного состояния приводит к изменению исходных свойств исследуемого материала, т.е. при каждом виде напряженного состояния исследователь имеет дело с измененным объектом исследования. В таких условиях теряется смысл оценки состоятельности критерия прочности на основании результатов анализа предельной поверхности предполагаемого неизменным материала [89].

1.26. Предельные сжимающие напряжения в бетоне в расчетном сечении: а —• вертикальное сечение стены оболочки; б — вид сбоку на стену оболочки; в — распределение предельных сжимающих напряжений в бетоне в расчетном сечении; / — бетон; 2 — каналообразователи; 3 — проходки; 4 — металлическая облицовка; 5 — арматура сжатая

Методом конечного элемента можно непосредственно рассчитывать участки оболочки со шлюзом. В качестве примера на 1.28 и 1.29 показано распределение усилий по вертикальному и горизонтальному сечениям в оболочке, проходящим через ось шлюза, от продольных сил преднапряжения сооружения 10000 кН/м (интенсивность обжатия бетона — 8,33 МПа) и его кольцевого обжатия внешним давлением 5,2 МПа. В расчете рассматривалась цилиндрическая оболочка с радиусом срединной поверхности, равным 23,1 м, толщиной стенки 1,2 м, увеличенной в зоне шлюза диаметром 3 до 2 м. При определении в вертикальном сечении усилий 0У, направленных перпендикулярно к направлению нагрузки, рассматривались три варианта решения оболочки: без утолщения у шлюза; с утолщением, расположенным симметрично срединной поверхности; с утолщением с внешней стороны. При отсутствии утолщения максимальные растягивающие напряжения, действующие перпендикулярно к нагрузке, равны интенсивности обжатия, 1.29, а; при увеличении толщины оболочки симметрично с двух сторон максимальные напряжения растяжения (Ту соответственно снизились; при размещении утолщения с наружной стороны максимальные растягивающие напряжения огу, действовавшие по центру утолщения, составляли 6,8 МПа, т. е. уменьшились по сравнению с напряжениями для оболочки без утолщения незначительно. Усилия в направлении нагрузки по этому сечению при симметричном и несимметричном размещениях утолщения были близки между собой. Характер распределения в вертикальном сечении моментов, действующих в вертикальном направлении, соответствует моментам при внецентренном сопряжении двух цилиндрических оболочек. Из рисунка видно также, что концентрация максимальных сжимающих напряжений, действующих по горизонтальному сечению в направлении нагрузки, вследствие утолщений снизилась в два раза.

кам контакта в отличие от моментных нагрузок близкое совпадение основных результатов вне зоны местного возмущения напряженного состояния. Например, в нажимном кольце ( 4.8) осевые перемещения в сечениях 2 к 4, вычисленные двумя указанными способами, практически совпадают. Осевые нагрузки, разрывные в сечениях 1 я 3, дают в среднем сечении 2 гладкую эпюру осевых сжимающих напряжений.

В момент остывания зоны смещения в направлении минимального коэффициента термического расширения (в а-уране направление [010]) возникают растягивающие напряжения и в направлениях, перпендикулярных к нему, [100] и [001] создаются сжимающие напряжения. Несимметричное распределение смещенных атомов, выброшенных в результате фокусирующих замещений в четырех направлениях [110], также вызывает напряжения, сжимающие вакансионную зону пика смещения в направлении [100]. Вследствие этого конденсация смещенных атомов будет происходить в тех атомных плоскостях, которые дадут увеличение размеров в направлении растягивающих напряжений [010]. И наоборот, в направлениях сжимающих напряжений [100] должна происходить конденсация вакансий.

Дислокации генерируются из микродефектов в центре монокристалла под действием сжимающих напряжений, являющихся результатом Совместного действия радиального и осевого температурного градиентов (см. 56,).