ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Температурные зависимости характеристик сопротивления хрупкому разрушению и методы их определеОпределение несущей способности по сопротивлению хрупкому разрушению из "Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению " Вязкость разрушения существенно зависит от температуры, так как с ней связаны свойства пластичности металлов, отражающие особенности структурного и суб-структурного механизма элементарных процессов пластической деформации. Понижение температуры способствует образованию хрупкого состояния и наиболее ярко выражено для конструкционных металлов на основе железа. [c.40] Для расчета прочности элементов конструкций в квазихрупком и хрупком состояниях с учетом основных конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов Н. А. Махутовым на основе анализа опытных данных предложены температурные зависимости характеристик прочности (пределов текучести, прочности, сопротивления разрыву, критических напряжений и коэффициентов интенсивности напряжений). [c.41] Величина Рт зависит от предела текучести при комнатной температуре (рис. 3.2), что свидетельствует о повышенной чувствительности предела текучести к изменению температуры при низких значениях ато. [c.41] Величина р зависит от предела текучести и условий инициирования хрупкого разрушения (рис. 3.3). Величины Pft по условию остановки трещин получаются выше, чем по условию их возникновения и в том и в другом случае меньшим значениям Ото соответствуют более высокие значения 3ft. [c.41] Зависимости Ки от температуры и напрягаемого объема по выражениям, приведенным выше, позволяют определять в области хрупкого состояния конструкционных элементов критическую величину напряжений Ок. При этих напряжениях наступает быстро протекающее хрупкое разрушение от исходной трещины (дефекта) размером /о. [c.43] Для сталей высокой статической прочности (ав 100 кгс1мм ), алюминиевых и титановых сплавов характеристики Pft и Pft оказываются существенно ниже, чем для малоуглеродистых конструкционных сталей низкой и средней прочности. В связи с этим температурные зависимости критических значений коэффициентов интенсивности напряжений для этих металлов менее выражены, чем для конструкционных сталей. [c.43] Коэффщиент определяется] при T = T pi и ок=-= °к.. т. е. [c.44] На разрушающие напряжения в квазихрупком состоянии оказывают влияние напряженные объемы. [c.44] Зависимость mi от Ово для растяжения и изгиба представлена на рис. 3.7. [c.45] Как следует из рис. 3.1, оценка сопротивления статическому разрушению может осуществляться в тре.х основных случаях при вязком, квазихрупком и хрупком состояниях, главным фактором возникновения которых является температура эксплуатации или испытания. [c.46] Таким образом, температурный критерий позволяет определить тип сопротивления статическому разрушению, на который следует рассчитывать элемент конструкции. Силовые, энергетические и деформационные критерии разрушения позволяют определить соответствующие критические величины напряжений и, сопоставив их с действующими, оценить запас прочности (см. 4). [c.47] Таким образом, по зависимости Ок — к, полученной по экспериментальным данным на образцах (которым, согласно табл. 2.1, свойственна определенная величина fih), определяется значение Ki В этом случае величина / io является характеристикой условия сопротивления возникновению быстро распространяющейся трещины под статической нагрузкой. [c.48] Если ввести поправку на влияние пластической зоны у концов трещины согласно выражению (2.14), то в уравнении (3.17) вместо I следует использовать условную длину трещины /т. Целесообразность введения такой поправки возникает для пластичных малоуглеродистых и низколегированных сталей при хрупком разрушении в области температуры, приближающейся ко второй критической. [c.49] С увеличением размера дефекта I величина Ок будет существенно меньше Ов и различие характеристик Ки и / будет уменьшаться. При отсутствии в материале макродефектов величина I уменьшается (за счет увеличения отношения Ок/ств), обеспечивая конечность разрушающих напряжений (ак— Ов). [c.50] Величина для малоуглеродистых низколегированных сталей находится в пределах от 70 до 140. В соответствии с этой зависимостью энергия уки, а следовательно, и величина напряжений, необходимых для развития трещины, уменьшаются с увеличением скорости ее распространения. Скорость развития трещины v для конструкционных сталей достигает значений 1000— 1500 м)сек, и yk уменьшается на порядок и более. При такой скорости развития трещины напряжение, необходимое для динамического развития трещины, уменьшается до 0,2 от значения напряжений при статическом инициировании хрупкого разрушения. С этим связано пониженное сопротивление хрупкому разрушению элементов конструкций при динамическом нагружении. [c.50] и таким образом устанавливается температурная зависимость укт. Такие температурные зависимости указанным способом были определены на пластинах сечением 480X20 мм из малоуглеродистой стали (ов= =50 кгс1мм ). Результаты испытаний представлены в полулогарифмических координатах на рис. 3.10, они подтверждают зависимость (3.20) при значениях 0,9 0т. [c.52] Таким образом, определение характеристик кт, Gi и Ki осуществляется на стадии статического или динамического инициирования, стадии распространения и стадии остановки трещины. [c.52] Ограничение пластической деформации в зоне трещины достигается введением боковых надрезов, уменьшающих толщину сечения до Hi (см. рис. 3.11,(Э) при этом значения Kj , даваемые соотношением (3.21), увеличиваются bYhJHi раз. [c.54] Радиус кривизны надреза р, инициирующего разрушение при минимальных значениях Ki , связан с размерами зоны пластической деформации в месте возникновения трещины. При данном номинальном напряжении эта зона тем меньше, чем меньше радиус р. Размер этого радиуса не оказывает влияния на величину Ki , если . [c.54] Где Гт —размер з6нь1 пластической деформации на стадии разрушения /Ср—коэффициент, равный по экспериментальным данным 0,08—0,10. [c.55] Вернуться к основной статье