Одноосного включения

Для этих сталей влияние различия в условиях испытаний на вдавливание и одноосное растяжение проявилось в виде следующих зависимостей коэффициентов уравнения состояния: св=0,65ср, «в=0,8«р, гв=0,8гр,

В условиях длительной эксплуатации энергетических установок имеют место, как правило, отклонения от заданных рабочих температур и напряжений. Кроме того, применяемые .в теплоэнергетике материалы работают в условиях ползучести чисто при напряженном состоянии, отличном от одноосного растяжения (металл трубных систем, клапанов паровпуска, дисков турбин и т.п.). В то же время характеристики жаропрбчности этих материалов обычно определяют по испытаниям на одноосное растяжение при постоянной температуре.

Основной задачей теории прочности является установление критерия, позволяющего оценивать наступление текучести или разрушения материалов при различных напряженных состояниях по результатам испытаний при одном типичном и легко осуществляемом на практике напряженном состоянии. Наиболее удобно использовать в качестве эквивалентного напряженного состояния одноосное напряжение. Таким образом, эквивалентное напряжение, вызывающее наступление предельного состояния, определяют по результатам испытаний на одноосное растяжение и выражают в виде функции характеристик напряженного состояния.

Характеристики механических свойств определяются обычно по результатам простейших испытаний. Наибольшее распространение получил метод испытания на одноосное растяжение. Поэтому состояние материала при макроскопическом разрушении в условиях одноосного растяжения целесообразно принять за эталон, в сравнении с которым следует оценивать влияние вида напряженного состояния. В этом случае следует предположить, что/=1 и эквивалентное предельное напряжение равно величине сопротивления разрушению при одноосном растяжении сг„. При указанных предположениях в случае одноосного растяже-

Коэффициент а определяют, например, по результатам испытаний на одноосное растяжение и одноосное сжатие:

Определяя характеристики длительной прочности материала элементов энергетического оборудования экстраполяцией на заданный ресурс, нельзя не учитывать, что вид напряженного состояния наряду с уровнем напряжений и температурой необходимо рассматривать как один из эксплуатационных факторов, действующих в течение всего срока службы, который может вносить заметные коррективы в количественные оценки характеристик жаропрочности, получаемые по результатам испытаний на одноосное растяжение.

Обработка результатов испытаний показала, что сгд р = 0,85<тр. В [92] испытаны трубчатые образцы сталей 1Х13Н18В2Б и 12ХМФ при 700 и 590 °С соответственно на одноосное растяжение и под воздействием внутреннего давления.

Базовым испытанием являлось одноосное растяжение: основная масса испытаний проведена на специальных цилиндрических образцах при четырех уровнях температуры 540, 565, 585 и 610 °С; при 585 и 565 °С дополнительно испытана серия тонкостенных трубчатых образцов. Всего на одноосное растяжение испытано около 100 образцов с максимальным временем до разрушения более 30000 ч. Такой обширный экспериментальный материал позволил выявить переломы на графиках длительной прочности ( 4.4).

По результатам испытаний цилиндрических образцов на одноосное растяжение были определены коэффициенты уравнения температурно-временной зависимости прочности [56].

Оценку коэффициентов U±, А\ , у\ и Я получают путем статистической обработки всех испытаний, проведенных при разных видах напряженного состояния (включая одноосное растяжение), разной степени нагруженное™ и разных температурах.

Анализ результатов обработки экспериментальных данных показал, что для всех обследованных материалов имеет место вполне удовлетворительное совпадение времени до разрушения при разных температурах, напряжениях и видах напряженного состояния (включая одноосное растяжение), зафиксированного в опытах, с соответствующей расчетной долговечностью.

провал и при s = 0,5—0,35 момент Мср отрицателен. При наличии такой зависимости между моментом и скольжением двигатель с однофазным ротором при разбеге не может достигнуть частоты вращения более полусинхронной. Это явление называется явлением одноосного включения или явлением Гергеса. Провал в кривой среднего момента можно уменьшить за счет увеличения активного сопротивления в цепи обмотки ротора. При достаточно большом активном сопротивлении и небольшом моменте сопротивления на валу АД с однофазным ротором во время пуска может достигнуть частоты вращения, близкой к номинальной.

Обратновращающееся поле индуктирует в обмотке статора э. д. с., вызывающую ток, замыкающийся через сеть. В результате его взаимодействия с обратновращающимся полем создается асинхронный момент Ми ( XI.29). Таким образом, по отношению к об-ратновращающемуся полю машина может рассматриваться как обращенный асинхронный двигатель, питаемый со стороны ротора. Обращенный двигатель вращается в сторону, обратную вращению поля. Скорость «з и направление вращения обратной волны относительно статора зависит от скольжения s. При s>0,5 скорость п3 имеет отрицательное значение, т. е. обратное поле движется встречно по отношению к прямовращающемуся полю. В этом диапазоне момент у"Иц имеет положительное значение. При s
Во избежание эффекта одноосного включения ротора (см. § XI.6) обмотку возбуждения обычно замыкают на гасительное сопротивление, превышающее ее собственное в 10—12 раз. Оставлять разомкнутой обмотку возбуждения нельзя из-за того, что в начале пуска обмотки якорная и возбуждения представляют собой как бы повышающий трансформатор, вследствие чего на обмотке возбуждения может возникнуть недопустимо высокое напряжение, опасное для изоляции и обслуживающего персонала. В замкнутой обмотке возбуждения индуктируется пульсирующая э. д. с., вызывающая одноосный пульсирующий поток ротора. Вследствие одноосное™ возникает обратная волна н. с. ротора, вращающаяся со скоростью п3 [см. выражение (XI.55)] относительно статора, и возникает одноосный момент М:1 (см. XI.29). В результате момент М при пуске двигателя с ко-роткозамкнутой обмоткой возбуждения может иметь глубокий провал при скорости вращения, близкой к полусинхронной, но этого не

При скольжении s=>0,5 обратное поле от токов ротора неподвижно относительно статора (3.128). В этом случае в обмотках статора не наводятся токи от обратного поля ротора и Л12=0. В кривой момента при s-=0,5 появляется «провал» ( 3.83), ротор может сэа-стрять» в этом положении; чтобы вывести ротор из этого положения, необходимо затратить энергию. Это явление было описано Г. Гергё-сом в 1896 г. и называется эффектом Гергёса или эффектом одноосного включения. Максимально этот эффект проявляется при обрыве одной фазы ротора. При этом асинхронный двигатель, как правило, не достигает номинальной частоты вращения даже при пуске без нагрузки.

половина синхронной скорости. Изложенное носит название явления одноосного включения.

При наличии пусковой обмотки и замыкании обмотки возбуждения накоротко явление одноосного включения проявляется в значительном искажении кривой результирующего момента Ма ( 13-7, о). При большом статическом тормозящем моменте на валу Л1СТ двигатель и в этом случае не сможет развить скорость, превышающую половину синхронной скорости. С другой стороны, пуск двигателя с разомкнутой обмоткой, возбуждения недопустим вследствие индуктирования в обмотке возбуждения больших э. д. с., которые могут вызвать повреждение изоляции обмотки возбуждения, контактных колец и т. п., а также представить опасность для обслуживающего персонала. Поэтому при пуске двигателя со значительными нагрузками (примерно при Мст ^> 0,35.МН) необходимо замыкать обмотку возбуждения на время пуска через добавочное сопротивление. Для этой цели можно использовать сопротивление гашения поля, если таковое имеется (см. § 12-2).

половина синхронной скорости. Изложенное носит название явления одноосного включения.

При наличии пусковой обмотки и замыкании обмотки возбуждения накоротко явление одноосного включения проявляется в значительном искажении кривой результирующего момента Ма ( 13-7, а). При большом статическом тормозящем моменте на валу Мст двигатель и в этом случае не сможет развить скорость, превышающую половину синхронной скорости. С другой стороны, пуск двигателя с разомкнутой обмоткой, возбуждения недопустим вследствие индуктирования в обмотке возбуждения больших э. д. с., которые могут вызвать повреждение изоляции обмотки возбуждения, контактных колец и т. п., а также представить опасность для обслуживающего персонала. Поэтому при пуске двигателя со значительными нагрузками (примерно при Мст ]> 0,35МН) необходимо замыкать обмотку возбуждения на время пуска через добавочное сопротивление. Для этой цели можно использовать сопротивление гашения поля, если таковое имеется (см. § 12-2).

Искажение механической характеристики при обрыве фазы ротора описано впервые Г. Гергесом и называется эффектом одноосного включения. С увеличением активного сопротивления в фазах ротора искажение механической характеристики уменьшается.

электрической энергии 6, 16 Эффект одноосного включения 449

гатель не достигнет нормальной скорости вращения даже при пуске на холостом ходу, Такое явление впервые было описано Г. Гергесом в 1896 г. и называется эффектом Гергеса или эффектом одноосного включения. При увеличении активных сопротивлений цепи ротора, например, с помощью реостата кривая момента при обрыве одной фазы цепи ротора становится более благоприятной,