ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчетно - экспериментальное обоснование запасов прочности (Н.А.МахуСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ из "Машиностроение Энциклопедия Т I-3 Кн 1 " Запасы прочности призваны дать количественную меру безопасности конструкции. В общем виде (см. п. 3.4.1) коэффициенты запасов прочности (или долговечности) представляют собой числа, которые показывают, во сколько раз следует увеличить нагрузку (длину трещины, число циклов), чтобы наступило предельное (недопустимое) состояние. При этом все прочие параметры задачи сохраняются неизменными. [c.166] Предельное состояние может определяться разными критериями. В нашем случае предельное состояние определим пределом трещино-стойкости 1 . Обычно расчет ведут по напряжениям. [c.167] Из этого уравнения при данном я получим критическую длину трещины / , полагая ая=1, и допустимую длину трещины о при т 1. [c.167] Горизонтальные линии на рис. 3.4.3 отражают равенство (3.4.7). [c.167] Полученное значение т=то служит ориентиром при назначении запаса по пределу трещи-ностойкости. Если т гп0, то допустимая длина трещины настолько мала, что разрушение будет квазихрупким. Если тп т0, то разрушение при наличии трещины допустимой длины будет хрупким (при данной температуре нагружения и определенных механических свойствах). [c.168] Кривые, построенные по этой зависимости при д=2, приведены на рис. 3.4.5. Малое уменьшение запаса прочности достигается вследствие больших запасов на трещину. [c.168] Иногда целесообразно уменьшение запаса прочности л. Так, для л=2 условие Яо=0,9л будет реализовано при т—5,2, а условие Ло=0,8л достигается при т=2,7 . Можно также, не задаваясь величиной т, определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины /с /о (при этом коэффициент т определяется величиной 1с 1о)- Запас на до критический рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, циклическом нагружении. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность. [c.168] Значительный интерес представляет определение таких значений т, при которых деталь с трещиной оказьшается в области нечувствительности к трещине (при этом п По, а=1, разрушение пластическое). На примере испытания низкоуглеродистой стали при комнатной температуре можно показать возможность появления области нечувствительности материала к трещине и определить пороговые значения т. При т п прочность тела с трещиной снижается, а при т п прочность тела не зависит от длины трещины (при условии, что она меньше или равна допускаемой согласно расчету). Таким образом, получен ответ на вопрос о допускаемой длине трещины при пластическом разрушении без потери несущей способности. Следует, однако, не забывать о возможности изменения условий нагружения, приводящих к охрупчиванию. В этом случае желательно проводить расчет по Ирвину с введением вязкости разрушения К с. Допустимая длина трещины, полученная из пластического расчета, должна быть меньще критической, следующей из условия К=К1 . [c.169] В случаях, когда есть основания считать возможное разрушение хрупким, то обычно, предполагая справедливость положений линейной механики разрушения, расчет ведут по критерию разрушения (3.3.2). Вычисление стоящего слева коэффициента интенсивности напряжений К при современном развитии вършслительных методов и техники и наличии справочников, как правило, не вызывает затруднений. Гораздо труднее экспериментальное определение правой части критерия (3.3.2), а именно критического коэффициента интенсивности напряжений К , называемого иногда вязкостью разрушения. Сопротивление материала росту трещины во многом определяется затратами энергии на пластическое деформирование объемов материала в ближайшей окрестности вершины трещины. А величина и распределение пластических деформаций, форма и размеры пластически проде-формированных областей как вдоль фронта трещины, так и в удалении от него существенно зависят от многих условий нагружения и размеров рассматриваемого объекта и образца, служащего для определения характеристики трещино-стойкости. Поэтому постановке эксперимента по определению значений (или, что в некотором смысле более просто, Къ) следует уделять много внимания, проводя эксперимент с ориентацией на данную конструкцию. [c.169] Критерий разрушения вида (3.3.2) справедлив для любой конструкции при разрушающем напряжении ниже предела текучести. Для конструкций более частного вида этот критерий может специально уточняться. Приведем пример такого уточнения. [c.169] Критерии начала быстрого распространеши трещины в цилиндрических сосудах давления и трубопроводах. Эксперименты, проведенные на разлшшых сосудах, указали на три категории сосудов, различающиеся критериями разрушения [8]. [c.169] Кроме того [9], известно, что К =ЕО=Еа 5. [c.170] Поправочный коэффициент оказался зависящим от уровня приложенного напряжения. [c.170] Область действия критерия (3.4.12) распространяется на трубопроводы и сосуды давления при температурах ниже критической. [c.170] Этот критерий можно использовать для стальных трубопроводов и сосудов давления, разрушающихся путем среза (с косым изломом). [c.170] Подобный критерий может быть использован, например, для тонкостенных емкостей ракетного топлива. [c.170] Из приведенных формул следует, что со-пропевление разрушению сосуда можно повысить увеличением Сто д и при коротких трещинах и увеличением при длинных трещинах. [c.170] Вернуться к основной статье