ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Трещины в линейных вязкоупругих средах из "Механика упругопластического разрушения " Имея величину п и задаваясь определенным запасом т на трещину ), с помощью равенства 04.1) находим допускаемую длину трещины 21а. Критическую длину найдем, полагая т — как показано на рис. 35.1. [c.287] При длине трещины, равной 1ц, запас прочности тела будет меньше, чем и, а именно щ = aJOi, где Ос — критическое напряжение при наличии трещины допускаемой длипы 1о (рис. 35.2). [c.287] Это запас прочности тела, содержащего трещину допустимых размеров. Он выражается числом, показывающим, во сколько раз должна быть увеличена внешняя нагрузка, чтобы допускаемая трещина стала критической. [c.287] Воспользуемся этой схемой расчета для установления допускаемых длин трещпны и запасов прочности для некоторых элементов конструкций. [c.287] Пример 1. Рассмотрим осевое сечение фланца трубопровода, в котором трещина перпендикулярна его внешней поверхности. Схема действующих усилий представлена на рис. 35.4. [c.288] Пример 2. Сварная цилиндрическая емкость диаметром 508 мм со стенкой толщиной 1,02 мм подвержена действию внутреннего давления [75]. Материал сосуда — сталь с 20% никеля, отпущенная на мартенсит предел текучести Оо.г = 2149 Н/мм предел прочности Ов = 2156 Н/мм . При однократном гидравлическом нагружении сосуд разрушился при давлении 59,9 ат, что соответствует окружному напряжению Оа = 1344 Н/мм Отношение этого напряжения к пределу прочности равно 0,62, т. е. прочность стали недоиспользована почти вдвое. [c.289] Пайдем разрушающую глубину трещины расчетным путем. Предел трещиностойкости запишем в виде (33.3), куда подставим среднюю величину Zj = 2510 Н/мм для продольного направления. Из равенства (33.2) при разрушающем наиряжении Ое = = 1344 Н/мм находим критическую глубину трещины U = 0,58 мм (рис. 35.6). Сравнивая эту величину с экспериментальным значением 0,76 мм, делаем вывод о том, что расчет дает страховочные (в запас прочности) значения критического размера трещины. [c.290] Укажем на этом примере, каким должен быть запас т на трещину, чтобы при заданном запасе п пе было бы уменьшения прочности бака из-за преждевременного хрупкого разрушения. Если из начала координат на графике /с (рис. 35.6) провести луч в точку с координатами 1 = К, п=1, то значения т и п из треугольной области, лежащей ниже этого луча, дают а = i и, следовательно, Пц = д. В этой области т, п, что следует из уравнения луча KiJm = KJn. [c.291] Если график предела трещитостойкостп имеет вертикальный участок при и = 1, то конец этого вертикального участка, соединенный с началом координат, отсекает нижпюю треугольную область (заштрихованную на рис. 35.6) значений тип, для которых не будет уменьшения прочности бака из-за наличия трещины. [c.292] Кривые, построенные по этой зависимости, приведены па рис. 35.7. Видно, что малое уменьшение запаса прочности достигается за счет больших запасов на трещину. [c.292] Заметим, что иногда удобно задавать уменьшение запаса прочности п. Так, для п = 2 условие щ = 0,9 п будет реализовано при т = 5,2, а условие щ = 0,8 п достигается при величине т = 2,3. [c.293] Можно так ке, не задаваясь величиной т, определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины Z — 1о (при этом коэффициент т определяется величиной 1с и). Запас на докритический рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, повторном циклическом нагружении и др. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность. [c.293] КИМ образом (при данной температуре нагружения и определяемых ею механических свойствах). [c.294] Значительный интерес представляет определение таких значений т, при которых деталь с трещиной оказывается в области нечувствительности к трещине (при этом п = Па, а = 1, разрушение пластическое). На примере испытания малоуглеродистой стали при комнатной температуре можно показать возможность появления области нечувствительности материала к трещине и определить пороговые значения т [35]. Оказалось, что при т -п прочность тела с трещиной падает, а при т п прочность тела не зависит от длины трещины (при условии, что она меньше или равна допускаемой согласно расчету). Таким образом, был получен ответ на непростой 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 меньше критической, следующей из условия К = К, . [c.294] Вернуться к основной статье