Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
В настоящее время ни одна из существующих теорий не дает возможности объяснить всю совокупность закономерностей, наблюдающихся при многоцикловом усталостном разрушении металлов. Каждая теория объясняет лишь некоторую часть этих закономерностей.

ПОИСК



Феноменологические теории усталостного разрушения

из "Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении "

В настоящее время ни одна из существующих теорий не дает возможности объяснить всю совокупность закономерностей, наблюдающихся при многоцикловом усталостном разрушении металлов. Каждая теория объясняет лишь некоторую часть этих закономерностей. [c.55]
Наиболее известными являются статистические теории, теории основанные на учете неупругости металлов, градиента л ьные, технологические и др. [c.55]
Под статистическими подразумеваются теории, учитывающие неоднородность свойств реальных материалов на основе представлений теории вероятностей и математической статистики. Наиболее известны статистические теории, основанные на гипотезе слабого звена (теории Т. А. Конторовой и Я. И. Френкеля [44] В. Вей-булла [2711 С. В. Серенсена и В. П. Когаева [42, 99] и др.) и статистическая теория Афанасьева [1]. Статистические теории рассматривались также в работах [5, 144, 185, 188, 195, 201, 218, 269]. [c.55]
Статистические теории, основалные на гипотезе слабого звена, предполагают, во-первых, что источником разрушения является наиболее опасный дефект, имеющийся в образце во-вторых, что характеристики дефектов не изменяются в процессе нагружения в-третьих, что свойства материала могут быть описаны кривой распределения критических напряжений для дефектов в материале. Такая кривая распределения представлена на рис. 41, где по оси абсцисс отложена величина предела прочности (предела выносливости), которую имел бы образец, если бы источником разрушения был данный дефект, а по оси ординат — соответствующая ему плотность вероятности р (о). [c.55]
Получение основных расчетных зависимостей в этих теориях осуш,ествляется по следуюш,им этапам [44, 185]. [c.56]
Принципиальные возможности статистических теорий видны из данных, приведенных на рис, 42, которые показывают, что характеристики прочности имеют существенное рассеяние, увеличивающееся с уменьшением размеров образца средние значения характеристик прочности уменьшаются с увеличением размеров образцов поскольку при неоднородном напряженном состоянии объем материала в области максимальных напряжений уменьшается, характеристики прочности в этом случае увеличиваются и т. п. [c.57]
Проверка уравнения (L58) показала хорошее соответствие экспериментальным данным [42, 99]. [c.59]
В теории Н. Н. Афанасьева [1] предполагается, что усталостная треп],ина возникает в результате объединения в единое целое ряда микроскопических разрушений в отдельных перенапряженных зернах. Неоднородность напряженного состояния учитывается кривой распределения напряжений в зернах поликристалла (рис. 44). [c.59]
За критерий разрушения принимается наличие трещин в v рядом лежащих зерен в поликристалле из V зерен, т. е. [c.59]
В соответствир с формулой (1.65) предполагается, что общее разрушение образца будет иметь место, если хотя бы в одной из плоскостей, перпендикулярных главным напряжениям, будет трещина критических размеров, т. е. предполагается, что возникновение трещины в каждой из плоскостей является независимым в вероятностном смысле событием [144]. Последнее предположение накладывает некоторые ограничения на сформу лированную модель усталостного разрушения, но в то же время дает возможность более четко выявить основные закономерности влияния сложного напряженного состояния. [c.61]
Вытекающие из принятого критерия разрушения статистические закономерности приведены в виде графиков на рис. 47, где по оси абсцисс отложены вероятности разрушения Р и Р а по осп ординат — вероятности разрушения исследуемого объекта в случае одноосного двухосного Pi,2 и трехосного Pi,2,а напряженных состояний. Линия Р на этом рисунке соответствует вероятности разрушения при одноосном напряженном состоянии линия Pi,2 — при двухосном напряженном состоянии, если Р = = Pg, линия Pi,2,3 — при трехосном напряженном состоянии если Р = Pg = Р3. [c.61]
Если принять, что Pg = Рз Pi, то вероятности разрушения будут определяться криволинейными линиями, представленными слева. На этих линиях указаны соответствующие значения Р , а значения Pg = Р3 соответствуют значениям по оси абсцисс. [c.61]
Рассматривая статистические теории прочности, следует учитывать сложный характер проявления статистических закономерностей при различных физических процессах, лежащих в основе разрушения. В качестве примера назовем работу [269], в которой было показано, что в том случае, когда разрушение происходит путем ослабления сечения порами при условии несущественного влияния концентрации напряжений на процесс окончательного разрушения, можно наблюдать повышение предельных напряже-ший с увеличением площади поперечного сечения образцов, что противоречит общепринятой точке зрения по этому вопросу, предполагающей, что учет статистических эффектов всегда приводит к снижению расчетных характеристик прочности с увеличением размеров исследуемых образцов. [c.62]
Весьма часто для описания закономерностей усталостного разрушения используются теории, основанные на учете неупругости металлов. Под неупругостью металлов, как уже отмечалось, пони-iviaeT H отклонение от полностью упругого деформирования при ц иклическом нагружении, приводящее к возникновению замкнутой петли гистерезиса в координатах напряжение — деформация. Этот вопрос является предметом специального рассмотрения в дан-той монографии. [c.62]
В некоторых работах, анализ которых дан в монографии [207], делается попытка рассмотреть закономерности усталостного разрушения металлов на основе учета градиента напряжений и технологии изготовления деталей. Такой подход дает возможность полу-питъ в ряде случаев полезные в практическом отношении результаты. Однако эти подходы являются весьма частными и здесь рассматриваться не будут. [c.62]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте