|
|
v≈ со | и, следовательно, K ≈ u}/vu, Для ступенчатого К. Я--Л'2, где N=RI/RQI а Л; и Д└ ≈ радиусы узкого (выходного) и широкого (входного) торцов соответственно. Для экспоненциального К. K=N, для катенои-дального K=N/\CQ9(2nl/K)\, для конического K<N, и всегда К <4,6. Макс, амплитуда колебат. скорости PMJKCI получаемая на узком конце стержневого К., зависит от ∙ свойства его материала ≈ разрушающего усталостпого напряжения Р ≈ \\ волнового сопротив-
нение напряж╦нного состояния, сопровождаемое быстрым затуханием напряжений при удалении от этой зоны (рис. 1, а).
При растяжении широкого образца толщиной h с двусторонней выточкой, имеющей форму гиперболы
t>
Рис- 2. Составной концентратор: I ≈ цилиндр большого диаметру; II ≈ отрезок стержня конической или экспоненциальной формы; III ≈ цилиндр малого диаметра.
-I≈
лепил рс (где р ≈ плотность, с ≈ скорость звука), а также от безразмерной ф-ции Ф, зависящей только от
формы К,; (,-макс≈OF/pe.
Лит,: Р о а е и 0 е р г Л. Д., Фокусирующие излучатели ультразвука, в кн.: Источники мощного ультразвука, М., JiifiT; Физическая акустика, под ред, У.Мэзона, цер. с англ., т, 1, ч. Б, М., 1967, гл. 6; Каневский И. Н., Фокусировка аву-коных и ультразвуковых волн» М., 1977. И. Я, Каневский.
КОНЦЕНТРАЦИЯ (от новолат. concentratio ≈ сосредоточение) ≈ величина, определяющая отношение кол-ва компонента {числа атомов пли молекул, массы, числа молей) к объ╦му осей системы (двух- или многокомпонентного вещества ≈ сплава, раствора, хим. соединении, мехагщч, смеси и т. п.). Т. о., существует три вида К.: К. молекул, массовая К. и молярная К. К. ≈ размерная величина, выражается в см~3, л"1, г/см3, моль/л и т. д.
К понятию К. ранее относили также массовую, объ╦мную и молярную доли ≈ отношения соответствующих кол-в компонента к общему кол-ву вещества в тех же единицах намерения. Доля ≈ величина безразмерная, она часто выражается в процентах. В физике иногда употребляют понятия поверхностной и линейной К. атомов (или молекул) ≈ число частиц, приходящееся на единицу площади или длины исследуемого объекта. К понятию К. близко примыкают массовое отношение, объ╦мное отношение и м о л я л ь в о с т ь ≈ отношения массы, объ╦ма и кол-ва в-ва в молях компонента к кол-ву остальной части системы в соответствующих единицах.
Важность определения К. обусловлена гл. обр, зависимостью от не╦ большинства физ., хим., биол. и др. характеристик изучаемых объектов, к-рая, в свою очередь, позволяет измерять К. Совокупность методов определения К. составляет предмет хим. анализа. Совр. методы определения К. включают о себя хим., физ.-хим. и физ. методы. Необходимость повышения чувствительности, точности, быстродействия и др. характеристик анализа стимулирует развитие аналитнч. приборостроения, эталонов и метрологич. систем. Возможности измерений К. в разл. уникальных и экзотич. объектах позволили обнаружить органич. молекулы в межпланетном пространстве, производить исследования состава планет, др. космич, объектов, биол. среды, высокотемпературной плазмы смеси инертных газов и т. д. Задачи совр. микроэлектроники привели к разработке методов измерения поверхностных концентрации до 109 ат/см2, к лазерному обнаружению единичных атомов и молекул (см. Лазерная спектроскопия).
Ю. Н. Любитов.
КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ в теории
упругости ≈ сосредоточение больших напряжений на малых участках, прилегающих к местам с разл. рода изменением формы поверхности или сечения деформированного тела. Факторами, обусловливающими К. н. (т. и. концентраторами напряжений), являются отверстия, полости, трещины, выточки, надрезы, углы, выступы, острые края, резьба, а также разл. неровности поверхности (риски, царапины, метки, сварные швы и т. и,}- Для распределения напряжений о в зопе концентрации характерно резкое изме-
О
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
0,06
0,016
а
Рис. Ь Концентрация напряжений при растяжении полосы шириной Ъ с круговым отверстием диаметра d силой Р,
(рис. 2)t наибольшие напряжения амакс будут на контуре выточки в ее вершине. Для различных о/р в вершине выточки
, ,,
(й/р+ 1} OKtigv Q/P+
(где а ≈ УзШНрины образца между выточками, р ≈ радиус кривизны выточки, р≈ .Р/2а& ≈ т. н. номинальное напряжение, равное среднему нормальному растягивающему напряжению Р по наиб, узкому поперечному сечению образца). Из ф-лы (1) видно, что аиакс = ≈ 2,65 р при а/р≈ 4. По мере удаления от контура выточки (тиакс быстро затухают и очень скоро становятся значительно меньше р, а при уменьшении р быстро возрастают. Чем больше макс, напряжение в месте концентраций по сравнению с р, тем резче наблюдается затухание напряжений при удалении от наиб. напряж╦нной зоны; это особенно резко проявляется в случае пространственного напряженного состояния. Свойством быстрого затухания напряжений возле концентратора можно воспользоваться для уменьшения наиб, напряжения, имеющегося в соседстве с данным концентратором, пут╦м устройства дополнительного нового концентратора напряжений. Этим часто пользуются для разгрузки напряж╦нного состояния в де-
Рис. 2. Концентрация напряжений при растяжении полосы с двумя симметричными гиперболическими выточками.
Рис. 3. Концентрация напряжений возле эллиптического отверстия в неограниченной ортотропной пластинке.
тали и для получения более равномерного напряж╦нного состояния с плавным его измененном.
Количественной оценкой К. н. служат коэф. К. п.
где ан и тн ≈ поминальные напряжения. На рис. приведены ад в плоском образце с кругоьым отверстием для разл. отношений d/b.
Анизотропия упругих свойств материала оказывает сильное влияние па величину аа лишь в небольшой области вблизи концентратора, а по мере удаления от
§
О
455
