ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ основных подходов из "Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов " К настоящему времени характеристика К с как показатель трещиностойкости материала получила широкое распространение в инженерной практике. При этом за указанной характеристикой закрепилось понятие вязкость разрушения . Это, но-видимому, связано с тем, что значения К с больше в тех случаях, когда поверхность разрушения данного материала вязкая, волокнистая. По нашему мнению, более закономерным, отражающим физическую природу данной характеристики, является, очевидно, понятие трещиностойкость материала, тем более что вязкость разрушения, вообще говоря,— весьма широкое понятие, означающее способность материала тормозить разрушение. Это свойство материала оценивают волокнистостью излома, ударной вязкостью, предельным сужением или удлинением стандартного образца и другими характеристиками, связанными с ресурсом пластичности материала в заданных условиях его работы. В книге Ki именуется трещиностойкостью материала. [c.127] Методы второй и третьей групп базируются на измерениях силовых и геометрических параметров, характеризующих процесс распространения трещины в данном телеобразце. Рассмотрим некоторые из таких подходов. [c.129] Установленные таким образом значения у для полиметилме-такрилата хорошо согласуются с данными, полученными другими методами [101] (табл. 4). При таком подходе не используют каких-либо модельных решений, что в отдельных случаях представляет практическую ценность при определении трещиностойкости материалов. [c.130] Необходимо также отметить, что для более удобного установления прироста длины трещины AZ можно предусмотреть искусственную остановку трещины в некоторой фиксированной точке, например, путем высверливания небольших отверстий на линии ее распространения. Применение искусственной остановки продвижения трещины соглас-Таблица4 НО схем нагружения, указанных на рис. 39, открывает перспективу реализации прямого метода для определения величины Y на образцах сравнительно небольших размеров. [c.130] Примечание. Тип образца обозначен согласно рис. 39 число испытанных образцов равно 6 в числителе приведены значения у, определенные прямым методом, в знаменателе — методом линейной механики разрушения. [c.130] Если же параметр Я не удовлетворяет условиям Я, Z и к а t, то необходимо увеличить толщину образца с тем, чтобы удовлетворить эти условия. [c.132] Значения функции при отношении расстояния менаду опорами к ширине образца 4 1 приведены в табл. 6. Последовательность определения Ki такая же, как и в предыдуш ем случае. Аналогично поступают при определении трещиностойкости материалов по схемам, изображенным на рис. 41, в, г. [c.133] В ряде работ [37, 40, 42] предложены упрощенные методы установления Ki , основанные на фрактографическом анализе усталостных изломов цилиндрических образцов. [c.133] Значительный практический интерес представляют данные о треш,иностойкости материала, выраженные через значения критического раскрытия треш ины бк. Несомненный прогресс в осуществлении такого подхода наметился лишь в течение последних лет [44, 84]. [c.133] Для создания искусственной трещины обычно применяют циклическое нагружение образца до появления усталостной трещины требуемых размеров. Для этой цели могут быть также использованы ударные нагрузки и специальные приспособления, необходимые для остановки трещины, предварительное охрупчивание области конца концентратора (например, охлаждение, наводорожи-вание и т. п.), расклинивание и т. д. [4, 5, 91, 92, 100, 107, 145]. [c.134] Для определения длины трещины и величины действующей нагрузки используют методы киносъемки, токовихревые методы, проволочные датчики, акустические методы и др. [145]. [c.134] В приложении 3 приведены основные схемы нагружения образцов, а также расчетные формулы и номограммы для обработки экспериментальных данных по установлению характеристик трещин остойкости конструкционных материалов. [c.134] Для унификации проведения исследований в 1969 г. в США были разработаны нормативы (ASTM) [230] проведения испытаний по определению значений Ki конструкционных материалов. Однако предложенные к настоящему времени варианты проекта стандарта [9, 209] по определению характеристики трещиностой-кости материалов (см. рис. 41, а, б) оказались трудоемкими. Это препятствует широкому внедрению в инженерную практику новых методов оценки работоспособности материала в конструкции по данным его трещиностойкости. [c.134] Стандартизация методов определения характеристик трещиностойкости (у, Ki , бк) конструкционных материалов в реальных условиях эксплуатации требует подбора таких силовых схем нагружения образцов с трещинами, которые были бы просты в экспериментальном осуществлении и соответствовали бы теоретическим моделям механики хрупкого разрушения. Наиболее перспективной из таких силовых схем является растяжение цилиндрического образца с внешней кольцевой трещиной. Цилиндрическими образцами давно пользовались [12, 110, 194, 208, 232, 259] при изучении прочностных свойств конструкционных материалов, в частности для выяснения влияния надреза. Цилиндрический образец обладает тем преимуществом, что его легко изготовить и на нем легко создать исходный кольцевой надрез необходимой глубины и остроты. В отличие от схем, когда применяются плоские образцы, эта силовая схема реализует локальное состояние плоской деформации вдоль всего контура трещины, что соответствует расчетным моделям. Кроме того, цилиндрический образец может быть успешно применен для оценки склонности материала к хрупкому разрушению как при статическом, так и,глри ударном нагружении. [c.134] Вернуться к основной статье