ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Фактор времени и абсолютных размеров при развитии разрушения в зернах из "Жесткость и прочность стальных деталей " Рассматриваемая стадия характеризуется своеобразным равно-весиедг между упрочнением металла в процессе пластической деформации и местным накоплепием повреждений в точках наиболее интенсивной деформации. Размеры субмикроскопических трещин увеличиваются, и число их в наиболее напряженных объемах образца или детали растет. [c.24] За последние десятилетия часто встречались случаи хрупкого разрушения стальных деталей манп1н, конструкций и оборудования при нагрузках, рассматриваемых как статические, и сравнительно высокой пластичности материала при испытании образцов на растяжение. Необходимость исследования причин таких разрушений сделалась особенно настоятельной в связи со случаяли внезапного хрупкого разрушения сварных корпусов судов большого тоннажа, сварных мостов и крупных сосудов, работающих под давлением. [c.26] Очаг хрупкого разрушения часто удается установить при ослю-тре поверхности излома это может быть очень острый надрыв или чаше — старая треи1ина или другой дефект технологического происхождения. [c.26] Все внезапные разрушения деталей машин, в которых образовались трещины усталости, являются в основном хрупкими разрушениями, так как развившаяся трещина вызывает значительную концентрацию напряжений, и в ослабленном сечении действуют повышенные номинальные напряжения. В некоторых случаях поверхность излома обнаруживает отчетливые следы изменения скорости распространения трещины или временного прекращения развития трещины в связи с изменением площади поперечного сечения, характера нагружения и запаса энергии упругой деформации в детали. Встречаются также изломы сме-п]анного типа, на которых ясно обнаруживается переход от хрупкого излома к вязкому или, наоборот, от вязкого излома к хрупкому. В зависимости от скорости распространения трещины поверхность излома может быть непрерывной или расчлененной. [c.26] Вид поверхности излома определяется не только типом и состоянием материала, но также и скоростью распространения трещины. При этом каждое хрупкое разрушение характеризуется высокой скоростью распространения трещины, однако не каждое разрушение с высокой скоростью распространения трещины является хрупким разрушением. [c.26] Общий вид поверхности излома в случае хрупкого разрушения и типичные детали поверхности излома рассдютрены в главе 6. [c.27] На рис. 22 показан пример зависимости внешней нагрузки от прогиба призматического образна на двух опорах, нагруженного сосредоточенной силой посередине пролета и имеющего надрез в растянутой части сечения под точкой приложения нагрузки. [c.27] Площадь I. ограниченная диаграммой деформации, соответствует энергии упругой деформации образца в момент появления первых пластических микродеформаций. Соответствующая стадия деформации представляет собой начальный этап, в конце которого в поли-крнсталлическом материале образуются центры пластической деформации. [c.27] На втором этапе (площадь 2) возникает и ускоряется пластическая деформация, в результате которой достигается высокая плотность дефектов. [c.27] отмеченная крестиком, соответствует моменту появления первой лшкротрещины. Работа пластической деформации, соответствуюищя площади 3, характеризует, в зависилюсти от характера повреждения, среднее в пределах микрообъема образца значение концентрации трещин в случае распространения повреждения на весь объем образца или увеличение длины трещины при сосредоточении повреждения у края развивающейся тре-нишы. [c.27] В точке, соответствующей максимальной нагрузке Р, ах, появляется неустойчивость пластической деформации. Птоптадь 4 соответствует работе, потребной для развития трещин и объединения их в поверхность излома. Чем больше эта площадь, те.м меньше чувствительность материала к наличию трещин и тем больше устойчивость трещин. [c.27] Сравнение диаграмм /, II и 111 показывает, что прочность образца во всех трех случаях почти одинакова, и различие в диаграммах сводится к последовательному уменьшению предельной пластической деформации (удлинения при разрыве, или относительного поперечного сужения) из-за понижения температуры испытаний,или увеличения содержания в металле загрязняющих примесей или неоднородности металла. [c.29] На рис. 23 показана трещина хрупкого разрушения, распространение которой было приостановлено повышением те.мпературы испытаний. Переход от вязкого излолш к хрупкому в соответствии со схемами рис. 22 показан для мягкой углеродистой стали на рис. 24. [c.29] К точке во всем объеме образца или детали, что удлиняет промежуток времени, необходимый для развития трещины вплоть до полного разру1нения. Конечная фаза занимает меньше времени, однако нарушения связностн начинаются уже на очень ранней стадии процесса нагружения. [c.30] При увеличении размеров детали распределение деформаций в объеме металла становится менее упорядоченным, влияние пороков материала больших абсолютных pasNrepoB становится более значительным, и запас энергии упругой деформации в детали увеличивается. Как следствие этого уменьшается релаксация напряжений в npoiie e деформации, и скорость протекания описанных выше процессов увеличивается. [c.30] Влияние повышенной концентрации напряжений проявляется в уменьшении полной работы пластической деформации до разрушения ввиду ограничения дeфop lиpye югo объема материала. [c.31] Кг — энергия деформации, отнесенная к 1 см- поверхности излома, и к — характерный размер детали. [c.31] При рассмотрении механики излома важнейшую роль играет удельная работа, потребная для образования 1 см поверхности излома. Фактически эта работа связана с некоторым объёмом материала, прилегающего к поверхности излома, в котором имеет место пластическая деформация. В случае быстрых разрушений толщина слоя пластически деформированного материала у поверхности излома является постоянной па протяжении большей части пути распространения трещины, что позволяет относить удельную работу разрушения к единице площади поверхности излома. [c.32] Вернуться к основной статье