Виды нагрузок на материалы
Нагрузка – это совокупность сил, которые действуют на тело.
К основным видам нагрузок, которые могут действовать на материал и изделие, относятся:
- Силовая нагрузка. Под данным видом нагрузки понимается совокупность силовых воздействий от нагрузок и воздействия из-за смещения опор.
- Динамическая нагрузка – это нагрузка, которая характеризуется быстрым изменение во времени ее точки приложения, направления или величины.
- Кратковременная нагрузка. Данный вид нагрузки является разновидностью динамической нагрузки, продолжительность которой мала по сравнению с периодом колебаний системы.
- Нагружение. Данный вид нагрузки представляет собой совокупность дефектов, нагрузок и деформаций, рассматриваемых с установленными постоянными и временными воздействиями.
- Критическая нагрузка. Значение данной нагрузки соответствует самой маленькой нагрузке, при которой происходит потеря устойчивости системы.
- Временная нагрузка. Данный вид нагрузки имеет ограниченную длительность действия и в некоторые периоды времени может отсутствовать совсем. Временные нагрузки делятся на кратковременные, длительные и особые, которые возникают в редких случаях и при определенных условиях.
- Периодическая нагрузка - вид динамической нагрузки, у которого периодически изменяются величина и направление.
- Подвижная нагрузка, занимающая различное положение в рассматриваемой системе.
- Полезная нагрузка - разновидность временной нагрузки, которая зависит от целевого назначения материала, конструкции или изделия.
- Постоянная нагрузка, действующая в течении всего срока службы изделия или системы.
- Предельная нагрузка, то есть нагрузка, которая соответствует одному из предельных состояний изделия.
- Разрушающая нагрузка, при которой происходит разрушение материала.
- Распределенная нагрузка. Данная нагрузка непрерывно прилагается к поверхности, ее интенсивность не постоянная, а изменяется согласно линейному, квадратичному или какому-либо другому закону.
- Статическая нагрузка. Интенсивность, направление и величина статической нагрузки не зависит от времени или она изменяется настолько медленно, что ее силы инерции не принимаются в расчет.
- Ударная нагрузка, представляющая собой динамическую нагрузку, которая возникает в результате ударения тел.
Виды воздействий, которые оказывают влияние на материалы и изделия
Современные машины и оборудование эксплуатируются в разнообразных условиях, которые характеризуются условиями радиации, давлением, ростом нагрузок, широким диапазоном режимов, скоростями и длительностью эксплуатации. К основным воздействующим факторам относятся:
- Электромагнитные и ионизирующие излучения.
- Механические воздействия.
- Специальные среды.
- Климатические воздействия
- Биологические воздействия.
По ряду признаков воздействия делятся на внешние и внутренние. Вешние делятся на температурные, космические, климатические и механические. Климатические воздействия определяются влажностью, температурой и давлением. При климатических воздействиях определяется режим повышенной температуры - от + 50 до + 80 градусов по Цельсию и режим пониженной температуры от +5 до -40 градусов. Материалы также испытываются на гидроустойчивость.
В зависимости от механических воздействий испытания материалов делятся на испытания:
- на жесткость и прочность,
- неразрушающие и разрушающие,
- на ускорения или центробежные нагрузки,
- на разрушение и прочность,
- на воздействие вибраций,
- на критическую нагрузку,
- на удар,
- на разрыв-растяжение,
- на изгиб и сжатие,
- 1.на удар,
- на кручение,
- на сдвиг,
- на излом.
Биологические воздействия на материал делятся на механические, к которым относятся уничтожение, столкновение, прогревание; воздействия, ухудшающие эксплуатационные свойства, к которым относятся биообрастания, биозагрязнения, биозасорения; биохимическое разрушение, к которому относятся физико-химическая коррозия, биологические разрушения из-за питания. Самыми существенным космическими факторами, которые оказывают воздействия на материал, являются метеорные частицы, глубокий космический вакуум, захламленность космоса, потоки ядер гелия, радиационные пояса планеты, перепад температур на теневой и солнечной сторонах, гравитационные и магнитные поля планеты.
Ионизирующее излучение представляет собой различные виды частиц физических полей, которые способны ионизировать вещество. Самыми значительными типами ионизирующих излучений являются потоки заряженных частиц, альфа-частиц гелия-4, нейтронов, протонов и т. п.; коротковолновое электромагнитное излучение, к которому относятся рентгеновское излучение и гамма-излучение. Как правило ионизирующее излучение генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов ядерных реакций или при ускорении заряженных частиц в космосе.
