Законы развития систем - [152]

в широком смысле — давление, превышающее атмосферное; в конкретных технических и научных задачах — давление, превышающее характерное для каждой задачи значение. Столь же условно встречающееся в литературе подразделение высокого давления на высокие и сверхвысокие495.

Повышенное давление, воздействующее на газ, представляет собой пневматическое давление, а при воздействии звука на газ — акустическое давление.

Повышенное давление, воздействующее на жидкость, представляет собой гидравлическое давление или гидростатическое давление.

Гидростатическое давление создают только нормальные напряжения, величина которых не зависит от ориентировки поверхности и одинакова во всем объеме.

Повышенное давление, воздействующее на твердое вещество, представляет собой сжатие (нормальное воздействие) сдвиг (воздействие по касательной — тангенциальное) или кручение (воздействие крутящего момента), которые являются видами деформации упругого тела.

Пример П4.57. Ротационная ковка.

При ковке металл сжимается и упрочняется, придавая заготовке определенную форму.

Ротационная ковка — одна из разновидностей ковки, предназначена для точного деформирования труб, прутков и проволок, без или с минимальной дополнительной обработкой резаньем.

Она осуществляемая на ротационно-ковочных машинах

(рис. П4.27), рабочий орган которых совершает вращательное движение вместе с инструментом, воздействующим на заготовку с разных сторон (в поперечном сечении). окончательный контур деформированных деталей в дальнейшем достигается.

При ротационной ковке инструменты деформирования расположены концентрически вокруг изделия. Инструменты работают с высокой частотой (1500—10 000 ударов в минуту) и малым ходом перемещения (0,2—5 мм). Инструменты действуют, как правило, одновременно. Набор инструментов состоит из 2—8 сегментов, а в большинстве случаев из — 4.

Деформация в ротационной ковке происходит многими маленькими шагами. Этот метод позволяет осуществлять большую степень однородной деформации материала, так изменение формы происходит по всему поперечному сечению.

Рис. П4.27. Ротационная ковка

Тенденции изменения повышенного давления

Тенденция повышения давления аналогична тенденции увеличения трения (рис. П4.28): дополнительный вес, винтовая пара и упор, пневмо- и гидропрессы, импульсное воздействие (удар), реактивное воздействие на объект, использование вакуума, антикрыло и набегающий поток, центробежные силы, магнитное поле.

Кроме того, повышенное давление может создавать с помощью взрыва и искрового разряда.

Кроме того, могут использоваться различные комбинации.

Рис. П4.28. Тенденция изменения повышенного давления

П4.3.4.3. Пониженное давление

Пониженное давление, в широком смысле — давление меньше атмосферного.

Пониженное давление в газе представляет собой разряжение, вплоть до вакуума и высокого вакуума.

Понижение давление в жидкости приводит к явлению кавитация.

Растяжение твердых тел можно условно понимать, как пониженное давление в твердом теле.

П4.3.5. Перемещение (движение)

Движение может быть поступательное, вращательное и комбинированное.

Под вращением мы понимаем так же и наклон объекта. К комбинированному движению можно отнести спиральное или более сложное движение (рис. П4.29).

Рис. П4.29. Виды перемещений

П4.3.6. Колебания

Среди колебаний можно назвать вибрацию и акустическое поле. В свою очередь акустическое поле разделяется на инфразвук, слышимый звук и ультразвук (рис. П4.30).

Рис. П4.30. Виды колебаний

П4.4. Тепловое поле

Среди тепловых явлений можно назвать: тепломассообмен, тепловое расширение, биметалл, фазовые переходыпервого и второго рода (рис. П4.31).

Рис. П4.31. Тенденция изменения теплового поля

Тепломассобомен сложное явление, которое можно рассматривать как ряд простых процессов: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность — процесс переноса теплоты (внутренней энергии), происходящий при непосредственном соприкосновении тел (или частей тела) с различной температурой. Обмен энергией осуществляется микрочастицами, из которых состоят вещества: молекулами, атомами, свободными электронами. За счет взаимодействия друг с другом быстродвижущиеся микрочастицы отдают свою энергию более медленным, перенося таким образом теплоту из зоны с более высокой в зону с более низкой температурой. Явление теплопроводности наблюдается во всех телах: жидких, твердых и газообразных.

Конвекция — процесс переноса теплоты, происходящий за счет перемещения больших масс (макромасс) вещества в пространстве, поэтому наблюдается только в жидких и газообразных телах. Объемы жидкости или газа, перемещаясь из области с большей температурой в область с меньшей температурой, переносят с собой теплоту.

Радиационный теплообмен (теплообмен излучением) представляет собой перенос теплоты посредством электромагнитного поля. При этом внутренняя энергия одного тела превращается в энергию излучения фотонов, которая распространяется в пространстве и, попадая на другие тела, способные ее поглощать, снова превращается во внутреннюю энергию.

Тепловое расширение — это изменение линейных размеров и формы тела при изменении его температуры