ОС
X Си
X
о.
ш
с: О
О
ас
онцентратора напряжений аст быстро затухает, как и в случае изотропной среды. Так, напр., а0 в точке А (рис, 3) ЭЛЛИ11ТИЧ. отверстия, находящегося в iieorpa-нич, ортотротюн пластинке, характеризуемой упругими константами ра и рй, определяется по ф-ле
«ст -<ТМ.,КС/Р- l + tPi + PaJl^a/'p. (3) Для изотропной среды Pi ≈ Р2≈ "* и
й. (4)
Из (3) и (4) следует, что в случае малых отверстий номинальным напряжением ан будут напряжения р в соответствующей точке неослабленной пластинки, находящейся под действием той же системы внеш. усилий, что и ослабленная данным отверстием пластинка.
Различают теоретический коэф. К. п., определяемый методами классич. теории упругости [ф-лы (1), (3)], н техн. коэф. К. н., учитывающий структуру и плястич. свойства материала. Коэф. К. н. зависит гл. обр. от радиуса кривизны поверхности концентратора н окрестности точки с наиб, напряжением; при неогранич. уменьшении радиуса кривизны теоретлч. коуф. К. н. неограниченно возрастает, что не подтверждается экспериментально. Поэтому при малых р величина а0 условная, т. к. в зоне К. н, перемещения не являются малыми, и при сравнимых с величиной кристалла (для кристаллич. материалов) теряет силу основное допущение теории упругости ≈ гипотеза идеальной сплошности среды. Эксперименты по определению предела выносливости образцов с выточками показывают, что существует предельное значение р для выточек, после уменьшения к-рого не паблюдается уменьшения продела выносливости образца. Так, для мягкой стали таким радиусом будет р^0,5 мм, для алюминия ръ ^0,1≈0,15 мм. Техн. коэф. К. н. определяется экспериментально и всегда оста╦тся ограниченным.
К. и. часто является причиной возникновения и развития усталостных трещин, а также статич. разрушения деталей из хрупких материалов. Внесение концентратора напряжений вызывает также снижение предела усталости образца к смещение кривой усталости. Отношение предела усталости образца без К. н. (o_t или T_i) к пределу усталости образца с К. н. (о_1д. или
T-IA)I имеющего такие же абсолютные размеры сечений, как и первый, наз, эффективным коэф.
К. н. (ka или &т): Л =а_1/о_ц; fcT~T_i/T_!^. Коэф. k и k обычно меньше, чем теоретич. коэф. а и а
U L JJ X
Для количественной оценки этой разницы вводятся коэффициенты чувствительности материала к К. н.;
qa=(kc
в≈ 1);
1)/{а≈ 1). Чувствитель-
456
ность детали к К. н. зависит прежде всего от свойств материала, из к-рого она изготовлена.
Большинство решений о распределении напряжений в местах концентрации относится к плоским задачам теории упругости и пластичности или получено на основе упрощающих гипотез теории пластин и оболочек. Поэтому К. н. изучается в основном экспериментально (методом фотоупругости, тензометрирования и др.). В последние годы исследован ряд пространственных задач К. н. методом «замораживания» деформаций (см. Поляр изациоиио-оптический метод] * Для уменьшения или устранения К. н. применяются разгружающие надрезы, усиления края отверстий и вырезов р╦брами ж╦сткости, накладками и дрм а также упрочнение материала в зоне К. н. разл. способами технол. обра-
ботки.
Лит..- Нейбер Г., Концентрация напряжений, гтрр. с нем,, М, ≈ Л,, 1S47; Савин Г. Н., Распределение напряжений около отверстий, К,, 1968; Серенсен С. В., Сопротивление материалов усталсютному и хрупкому разрушению, М., 1975: Методы расчета оболочек, т. 1 ≈ Теории тонких оболочек, ослабленных отверстиями, К., 1980.
Г, Н. Савип, В. И.
КООПЕРАТИВНАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ≈ л
ценция, возникающая при передаче энергии от двух
или более центров, поглотивших кванты возбуждающего оптцч. излучения, одному центру люминесценции. К. л. является одним из видов антистоксовой люминесценции и позволяет преобразовывать более длинноволновое (обычно ИК) излучение в более коротковолновое (напр., в видимый свет). Она обнаружена экспериментально П. П. Фсофижшым и В. В. Овсянкшшм (1906) и одновременно и независимо Ф. О.челем (Ph. Ausellej (на разл. кристаллах с тр╦хвалентными редкоземельными ионами).
К. л, наблюдается при оптич. возбуждении особых, т. н. кооперативных, люминофоров. Специально подобранные пары редкоземельных ионов (Yb^1 н Ега+; Yb3 + и Ho3h; Yb3 + и Tm3-;Yb3- и ╧- и др.), один из к-рых служит сенсибилизатором (обычно Yb3 + ), а другой ≈ активатором, внедряются в кристаллич. матрицы и ст╦кла. При возбуждении люминофора ИК-излучением в ближней ИК-области спектра .(узкие полосы с длиной волны 0,9-7-1,1 мкм и 1?4-г-1,6 мкм) возникает свечение в красной, золеной и даже синей областях спектра. К. л. (менее эффективная) наблюдается и в отсутствие ионов сенсибилизатора.
Перепое энергии от одного пли более возбужд╦нных оптич. центров к аккумулирующему центру осуществляется пут╦м резонансной миграции энергии. Увеличение интенсипности возбуждения обычно приводит к росту эффективности К- л. т], типичные значения к-рой достигают 0,1≈1% (для лучших совр. кооперативных люминофоров YOGI: Yb3 + , Ега+ и NaYF4: Yb3% Бг3+> при плотности возбуждения 1~Вт/см2. Однако при более высоких / величина ц стремится к предельным значениям, составляющим 10≈20%.
Эти нелинейные свойства К. л. хорошо описываются кинетич. ур-ниями детального баланса для концентраций возбужд╦нных ионов с уч╦том вероятностей разл. процессов их возбуждения и релаксации. Взаимосвязь вероятностей прямых и обратных процессов (напр., коэф. поглощения возбуждающего излучения и врем╦н жизни возбужд╦нных состояний) принципиально ограничивают величину т]. Дополнит, потери энергии возникают из-за виутрицсшгровой многофононнон релаксации, приводящей к существ, уменьшению энергии квантов свечения по сравнению с удвоенной (или утроенной) энергией квантов возбуждающего излучения. Сложная система уровней анергии редкоземельных ионов и участие фононов реш╦тки в процессе переноса электронного возбуждения приводят к сосуществованию разл. каналов кооперации и релаксации электронных возбуждений, относит, вклад каждого из них сильно зависит от параметров реш╦тки, концептрации рабочих ионов и темп-ры, поэтому детальное объяснение механизма К. л, встречает существ, трудности.
Кинетика послесвечения (в т. ч. нач. разгорание свечения после прекращения возбуждения), сверхлинейная зависимость яркости свечения от концентрации рабочих ионов (при малых е╦ значениях), а также тонкая структура спектров возбуждения позволяют однозначно отделить К. л. от рассмотренного (1959) Н. Бломбергеном (N. Blombergen) и независимо Дж. Ве-бером (J. Weber) менее эффективного процесса после-доват. поглощения неск. квантов в одном и том же центре свечения (квантовые сч╦тчики). Вместе с тем возможны разл. механизмы К. л,, а именно: последовательная сенсибилизация, т. е. последовательный перенос энергии от двух или более оптич. центров (обычно ионов сенсибилизатора) к иону активатора; кооперативная сенсибилизация, т. е. одноврем. передача энергии от двух или более центров одному центру; кооперативное испускание одного кванта двумя или. более ионами (напр., двумя ионами Yb:i^), к-рыс с уч╦том и£ взаимодействия образуют единую квантовомеханич* систему. Все три механизма наблюдаются на опыте, но макс, эффективность преобразования обеспечивают лишь люминофоры с последовательной се ней б или за-
