Запасенная энергия различных процессов

В тех случаях, когда физические процессы ясны, можно вывести постоянную времени отказов, исходя из теоретических соображений. В качестве элементарного примера рассмотрим проводник (или предохранитель), несущий электрический ток. Поскольку проводник имеет сопротивление, то будет наблюдаться явление нагрева. Оно представляет собой нагрузку и может вызвать отказ. Время до наступления отказа определяется отношением энергии, запасенной в проводнике в виде тепла, к энергии, рассеянной проводником в результате излучения и теплопроводности. Из этого уравнения видно, что время до плавления, т. е. до отказа, бесконечно велико при малых значениях тока. При значениях тока, которые достаточно велики для достижения точки плавления, долговечность проводника обратно пропорциональна логарифму тока. В этом упрощенном примере часть энергии отводилась из проводника и поэтому не накапливалась в нем. Если бы существовал второй процесс накопления энергии, то уравнение энергетического баланса приняло бы другой вид: подводимая энергия = запасенная энергия! + запасенная энергия+рассеянная энергия. Именно это уравнение необходимо использовать для анализа железного стержня, находящегося под воздействием внезапной или импульсной нагрузки.

Нагруженный реальный объект. Рассмотрим теперь влияние приложения однородной нагрузки к простому реальному объекту. Будем считать такой объект материальным телом конечных размеров в общем с однородными характеристиками. Реальным объектом может быть кусок металла, подвергнутый растяжению, или изолятор с приложенным к нему напряжением, или любой другой нагруженный простой материал. В качестве реальных объектов можно рассматривать такие, в которых имеются местные отклонения от идеальности. В результате таких местных отклонений объект можно рассматривать как бы состоящим из идеальных объектов еще меньших размеров.

comments powered by HyperComments