ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Экспериментальное определение характеристик трещиностойкости из "Избранные нелинейные задачи механики разрушения " Во время испытаний на надрез устанавливают двухконсольные датчики смещений тензорезисторного типа по ГОСТ 25.506-85. [c.150] Нагружение до полного разрушения этих образцов ведут на любой машине для механических испытаний. При этом записывается диаграмма сила Р-смещение V . Смещение v измеряется вдоль линии действия силы Р между точками на противоположных берегах надреза. Характерные виды этих диаграмм приведены на рис. 2.53. [c.150] На диаграмме P-v так же, как и на обычной диаграмме деформации сг- , можно отметить характерные точки. Таких точек две — Q и С (см. рис. 2.53), они характеризуются соответствующими силами Pq и Рс- Для точки Q вычисляют вспомогательный коэффициент Kq по формулам (2.5.1) для коэффициента К соответствующего образца подстановкой в эти формулы силы Pq (и других размеров, в частности, длины трещины, измеренной по излому после полного разрушения). [c.152] Достоверность определения Ki растет с ростом толщины образца. Если условия достоверности не удается удовлетворить, то в качестве результата фиксируется величина Kq. [c.152] Для этой же точки определяют коэффициент Kq т (аналог условного предела текучести сго,2), но только для разрушающих напряжений в нетто-сечении меньших 0,8сго,2- Коэффициент Kqt вычисляют по формулам для К с подстановкой силы Pq и эффективной длины трещины /эфф = I Гу но формуле (2.4.7). [c.152] В точке С по силе Рс вычисляют условный (аналог временного сопротивления аь) предельный коэффициент интенсивности напряжений К (его же называют пределом трещиностойкости, причем в данном случае для фиксированной длины трещины //6 = 0,5 согласно рис. 2.50, 2.51). Если же разрушающее нетто-напряжение оказалось ниже 0,8(70,2 5 то определяют критический коэффициент интенсивности напряжений Кс (который также есть одно из значений предела трещиностойкости 1 ). [c.153] Первое слагаемое в формуле (2.5.4) обусловлено вкладом в величину J от упругого деформирования (см. формулу (2.4.15)), а второе слагаемое следует из учета работы пластической деформации, отражаемой площадью диаграммы деформирования (см. фор-мулу (2.4.14)). [c.153] При диаграмме разрушения типа IV (см. рис. 2.53) обычно наблюдается докритический рост трещины. Этот рост на изломе фиксируется либо тепловым окрашиванием, либо циклическим нагружением. [c.153] Здесь приведены конкретные результаты для низколегированной низкоуглеродистой конструкционной стали 09Г2 при изгибе образцов типа 4. [c.155] Желательна форма представления результатов испытания в виде диаграммы трещиностойкости в координатах 1с — сг (или 1с — I). [c.155] Состояние образца внутри полученной области определяется двумя величинами — коэффициентом интенсивности напряжений К и параметром нагрузки (или напряжением) а (т. е. координатами точки на диаграмме трещиностойкости). Эта точка но условию неразруше-ния не должна доходить до границы области (до предела трещиностойкости). [c.155] Обычно коэффициенты запаса назначают согласно накопленному опыту в данной области техники. Поскольку методы расчета элементов конструкций на трещиностойкость сформировались сравнительно недавно, то накопленного опыта по численным значениям коэффициентов запаса недостаточно [31, 156]. В связи с этим здесь более подробно рассмотрен метод установления коэффициентов запаса на трещиностойкость. [c.156] Предельное состояние может определяться разными критериями. В нашем случае предельное состояние определим пределом трещино-стойкости /с. Обычно расчет ведут по напряжениям. [c.156] Из этого уравнения нри данном п получим критическую длину трещины 1с полагая ш = 1, и допустимую длину трещины Iq при т 1. Коэффициент т может быть также назван коэффициентом запаса на длину трещины, поскольку по нему определяется допустимая длина трещины. [c.156] На рис. 2.58 приведены зависимости коэффициента интенсивности напряжений в функции длины трещины (ni = 1 П2 пз) и предела трещиностойкости (mi = 1 m2 тп ). Используя эти зависимости, можно найти критическую длину (при гг = П2,ш=1)и допустимую длину трещины Iq (при п = П2, т = шз). [c.157] Горизонтальные линии на рис. 2.58 отражают равенство (2.5.6). [c.157] Полученное значение т = шо служит ориентиром нри нахождении запаса прочности по пределу трещиностойкости. Если т шо, то допустимая длина трещины настолько мала, что разрушение будет квазихрупким (или даже вязким). Если т шо, то разрушение нри наличии трещины допустимой длины будет хрупким (при данной температуре нагружения и определенных механических свойствах). [c.158] Кривые, построенные по этой зависимости при g = 2, приведены на рис. 2.60. Малое уменьшение запаса прочности достигается вследствие больших запасов на трещину. [c.159] Иногда целесообразно уменьшение запаса прочности п. Так, для п = 2 условие по = 0,9 п будет реализовано при т = 5,2, а условие По = 0,8 п достигается при т = 2,3. [c.159] Можно также не задаваясь величиной т определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины 1с — 1о (при этом коэффициент т определяется величиной 1с — 1о). Запас на до-критический рост необходим нри 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, т. е. расчетом времени или числа циклов нагружения до достижения трещиной критических размеров. [c.160] Вернуться к основной статье