ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные этапы развития механики разрушения из "Трещиностойкость стали " Максимальные напря ния в днищевой обшивке составляли по расчету 172—207 МПа при Постановке судна на подошву волны и 69 МПа — на вершину волны. Напряжения в днище от изгиба на спокойной воде были = 69 МПа, Другие методы расчета дали еще более высокие значения максимальных напряжений растяжения и изгиба. Эти напряжения значительно выше, чем те, которые возникают при обычном волнении. Предполагается, что основной причиной аварии бьэт шторм, вь звавший таКие нагрузки и приведший к хрупкому разрушению продольного стрингера, что вызвало потерю устойчивости и сильную деформацию днищевой обшивки, а затем хрупкое разрушение судна. [c.7] П о д X ру ПК им ра з ру ш е ни е м ел е дует п он и Мат ь такое, КОТО рое п ро и с хО д ит бе з з а мет и о й п л аст и-ческой д е ф о р м а ц и и, к а к п р а вил о, при напр й и ИЯХ ниже предела те к у ч е ст и мате риал а. После разрушения можно заново составить тело прежних размеров из оскоЛ ков без зазоров между ними Усповия перехода стали в хрупкое состояние зависят от ее структурного состояния И во многих случаях связаны с неоднородностями сгруктуры и состава стали. Вместе с тем на переход стали в хрупкое состояние влияют условия Испыта ния, приводящие по разным причинам к резкому уменьшению вкла да работы пластической деформации в работу разрушения. [c.8] При каких же условиях стали, которые при обычном ртатистичйс-ком растяжении показывают высокие деформационные свойства, разрушаются хрупко Появлении хрупкого разрушения способствуют следующие важнейшие факторы 1) объемное напряженное состояние 2) высокая скорость нагружения 3) низкйе температуры 4) охрупчивание при облучении нейтронами 5) охрупчивание иэ за определенного состояния материала химический состав, величина зерна, старение, наклеп). [c.8] Примерам влияния объемного напряженного оостгояния является поведение различных конструктивных элементов и деталей машин с отверстиями, надрезами, острыми углами, трещинами и другими признаками под действием растягивающих нап эт ний. Расрмотрим поведение под кратковременной статической нагрузкой двух образцов с одинаковым поперечным сечением йз низкоуглеродистой стали, один из которых гладкий, а другой с острым круговым надрезом (рис. 1). [c.9] Испытанный металл низкоуглеродистая) обладает достаточной пластичностью, поэтому прочность при испытании на растяжение образцов с одинаковым поперечным сечением, т.е. Fq = Fg при переходе к образцу с надрезом не снижается, а повышается. [c.11] Здесь же уместно привести пример несколько иного рода, когда, наоборот, хрупкий материал становится вязким при изменении условий нагружения. Классические опыты Кармана с мрамором показали, что материал хрупкий при одноосном сжатии можно заставить деформироваться пластически, е ж поставить его в условия трехосного сжатия. Мрамррный образец при простом сжатии был хрупким, при трехосном сжатии Карману удалось создать у мраморного о азца необратимую (пластическую) деформацию. [c.11] Это явление широко используется при обработке давлением труд-нодеформируемых и малопластичных материалов. При деформировании металла в прокатном стане, п[ 1 выдавливании и, особенно, при прессовании в зоне деформации создается трехосное неравномерное сжатие. Таким образом, материал в зависимости от степени объемности напряженного состояния может иметь хрупкий или вязкий характер разрушения. [c.11] Температура перехода из одного состояния в другое получила название критической т е м п е р а т у ры Хрупкости. Чем она ниже, тем при прочих равных условиях шире область температур вязксрго состояния, при котором Oj. Однако такие важнейшие факторы, как вид напряженного состояния и существование у одного и того же материала двух физически- различных сопротивлений разрушению, в этой Схеме не отражены. [c.12] Давиденков в 1936 г. на основе анализа и обобщения многочисленных опытных данных по потере пластичности и переходу в хрупкое состояние металлов и сплавов при определенной KpHtH4i -кой температуре (или в интервале температур) предложил рхему вязко-хруп ко го Перехода, в которой предлагалось учитывать не только два вида разрушения, но и два сопротивления разрушению, названные автором вязким и хрупким отрывом. [c.12] Следующим этапом абобщения взглядов на двойственную природу прочности и разрушения металлов явились работы Я.Б. Фридмана, который в 1941 г. предложил схему (ее называют объединенной теорией Пррчности или диаграммой механического состояния), поясняющую возможность получения хрупкого или вязкого излома лри испытании металлов [392]. [c.13] Рассмотрим более подробно левую часть диаграммы. Значению сопротивления отрьша металла отвечает крайняя правая вертикаль С % горизонталь соответствует пределу текучести материала, выраженному в касательных напряжениях А В - сопротивлению срезу изучаемого материала, выраженному также в касательных напряжениях. [c.13] При проведении испытаний по мере пропорционального нарастания напряжений характеристическая точка с координатами пробегает по соответствующему лучу от начала координат, встречая на своем пути линии, характеризующие сопротивление материала разрушению. [c.14] Луч 7 пересекается только с вертикальной линией D линией сопротивления отрыву. Происходит разрушение от отрыва, т.е. хрупкое разрушение. Следовательно, хрупкое разрушение без пластической деформации в данном случае возможно только в особых условиях весьма жесткого напряженного состояния с очень низким коэффициентом а (например, при растяжении образца с очень острым глубоким надрезом). Лучи 2-4 (при более мягких напряженных состояниях) пересекают линии АВ — предел текучести и А в — сопротивление срезу т . Во всех этих случаях произойдет разрушение от среза с предшествующей пластической деформацией. Следовательг но, в зависимости от пространственного напряженного состояния один и тот же металл может иметв или хрупкий, или вязкий излом. [c.14] Такие испытания выявляют опасную склонность металла к хрупкому разрушению (отпускная и тепловая хрупкость, хладноломкость, синеломкость, а также чувствительность к изменению величины зерна, выпадению дисперсных фаз, появлению флокенов, которые часто не выявляются другими методами механических испытаний). Ударные испытания широко применяют в заводской практике для оценки качества металла при контроле металлопродукции. [c.15] Широко используют ударные испытания и в других отраслях промышленности, а также для контроля состояния металла, изменяющего (ЗОИ свойства в процессе эксплуатации. Такие испытания предусмотрены во всех правилах котлонадзора, особенно для случаев работы в условиях, способствующих изменению свойств материала во времени (температурное воздействие, вибрация, действие агрессивных сред и т.п.). [c.15] Вернуться к основной статье