Из-за низких механических свойств чистые металлы как конструкционные материалы в машиностроении находят ограниченное применение по сравнению со сплавами. Сплав — это конструкционный материал, полученный путем сплавления нескольких химических элементов (металлов и неметаллов) и обладающий свойствами, присущими основному сплавляемому элементу. Металлический сплав может быть получен не только сплавлением химических элементов, но и такими способами, как спекание, […]
Машиностроение
Свойства металлов и сплавов
1. Группы свойств металлов Чтобы правильно выбрать марку конструкционного материала, режимы обработки заготовок, квалифицированный рабочий должен знать основные свойства металлов (конструкционных материалов) и их сплавов. Все свойства конструкционных материалов подразделяются на следующие группы: физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные (рис. 1). 2. Физические свойства металлов и сплавов Физические свойства — свойства конструкционных материалов, которые определяют […]
Что такое металлы и их строение
1. Определение и классификация металлов Определение металлов можно дать с позиций химии, физики и техники. В химии металлы — это химические элементы, находящиеся в левой части периодической системы элементов Д. И. Менделеева, которые обладают особым механизмом взаимодействия валентных электронов (ионов) с ядром как в самих металлах, так и при вступлении в химические реакции с другими […]
Материалы с эффектом адаптивного изменения формы
Проблеме разработки адаптирующихся материалов и технологий в различных областях современной промышленности уделяется много внимания, и особенно эта проблема актуальна в авиационной промышленности. Авиастроение, как одна из ведущих отраслей, активно ищет способы повышения эффективности и безопасности летательных аппаратов. Создание крыла самолета, которое, обладая единой конструкцией, способно менять свою форму в процессе полета, является одной из самых […]
Магнитоэластики. Полимерные магнитные материалы
Современные материалы с функцией активного отклика на внешние воздействия представляют собой ключевое направление в развитии инженерии, медицины и робототехники. Одной из наиболее перспективных категорий таких материалов являются полимерные магнитные композиты, сочетающие в себе гибкость органических матриц и управляемость ферромагнитных наполнителей. Благодаря своей способности изменять форму, упругость и структуру под действием магнитного поля, эти материалы становятся […]
Электроактивные полимеры
Электроактивными полимерами (ЭАП) называются такие полимеры, образцы которых способны изменять форму при приложении к ним электрического напряжения. При этом в них, наряду со значительными деформациями, развиваются значительные усилия. Благодаря схожести с живыми мускулами по развиваемым усилиям, такие полимеры также часто называют искусственными мышцами. Типичным примером ЭАП являются слоистые структуры, выполненные в виде диэлектрической пленки, покрытой […]
Металлы с памятью температуры: термобиметаллы
Современные системы автоматизации, защиты и регулирования невозможно представить без материалов, способных реагировать на изменение температуры. Одним из ключевых классов таких материалов являются термобиметаллы — композитные металлические элементы, деформирующиеся при нагреве и возвращающиеся в исходное состояние при охлаждении. Их уникальная особенность заключается в способности превращать тепловую энергию в механическое движение без использования электроники и внешнего управления. […]
Сплавы с эффектом памяти формы
Эффект памяти формы (ЭПФ) заключается в способности некоторых сплавов после предварительной деформации возвращаться к первоначальной форме при нагреве. В основе ЭПФ лежит явление термоупругого мартенситного превращения (ТУМП), открытое в 1949 г. российским физиком Г.В. Курдюмовым в сплавах Cu–Al–Ni и Cu–Sn. ЭПФ экспериментально обнаружен американскими учеными Л. Чангом и Т. Ридом в 1951 г. в сплаве […]
Ауксетичные материалы: Когда логика деформации нарушается
Для большинства известных материалов характерна следующая закономерность: когда на образец действует растягивающее усилие, происходит увеличение его длины вдоль направления силы, то есть образец вытягивается. Одновременно с этим его поперечное сечение уменьшается. В противоположной ситуации, при действии сжимающей нагрузки, материал сокращается вдоль оси приложения усилия и, наоборот, расширяется поперёк. Изменения размеров в поперечном направлении относительно продольной […]
Полимерные гели с эффектами набухания и коллапса
Гели представляют собой структурированные дисперсные системы, состоящие из двух типов компонентов: высокомолекулярных, образующих дисперсную фазу, и низкомолекулярных, образующих дисперсионную среду. Важной особенностью гелей является способность частиц дисперсной фазы, связываясь друг с другом, формировать пространственную макромолекулярную структурную сетку (каркас). При этом дисперсионная среда лишается подвижности (иммобилизуется) в результате механической фиксации в ячейках структурной сетки. Как следствие, […]
Магнитострикционные материалы
Магнитострикционными материалами называются магнитные материалы (магнетики), у которых достаточно сильно проявляется магнитострикционный эффект – изменение формы и размеров тела при его намагничивании. Явление магнитострикции открыто английским физиком Дж. Джоулем в 1842 г. Магнитострикционный эффект обратим: при изменении линейных размеров тела под действием внешних сил его магнитные свойства соответственно изменяются (это явление называется магнитоупругим эффектом). К […]
Электрострикция в материалах: Принципы и технические применения
Электрострикция представляет собой одно из фундаментальных физических явлений, возникающих в диэлектрических материалах при воздействии на них электрического поля. Являясь результатом внутренней перестройки атомных и молекулярных структур, электрострикция проявляется в виде изменения объема или формы тела. Несмотря на то, что данный эффект носит универсальный характер и встречается практически во всех диэлектриках, он долгое время оставался в […]
Ременные передачи: виды, устройство, регулировка и балансировка
Ременные передачи являются важным элементом машиностроения, широко применяясь для передачи вращательного движения между валами с различными расстояниями и направлениями вращения. Они сочетают простоту конструкции, надежность и доступность изготовления, что делает их востребованными в производстве, транспорте и бытовой технике. Разнообразие типов ремней и шкивов позволяет адаптировать передачу под различные скорости и нагрузки, сохраняя плавность и тихую […]
Методы соединения деталей с гарантированным натягом в машиностроении
Современное машиностроение предъявляет высокие требования к прочности, надежности и долговечности соединений между деталями. Одним из наиболее эффективных способов обеспечения неподвижности и прочности соединений является метод посадки с натягом, при котором соединение формируется за счет возникающих контактных сил трения между сопрягаемыми поверхностями. Эта технология широко применяется при сборке валов, втулок, шкивов, зубчатых колёс, муфт и других […]
Подготовка деталей (заготовок) под сварку
Сварка – распространенная операция при монтаже оборудования и трубопроводов. Применяют дуговую ручную, механизированную и автоматическую сварку под флюсом и в среде защитных газов, газовую сварку и резку. Перед образованием сварного соединения выполняют операции по подготовке деталей под сварку и их сборку; после сварки — термическую обработку по необходимости и зачистку сварных швов, контроль сварного соединения. […]