ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Критерий прочности при кратковременном и длительном разрыве из "Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования " Из представлений кинетической природы прочности твердых тел [57] вытекает утверждение об отсутствии принципиальных различий в общих закономерностях разрушения при кратковременном и длительном разрыве. На этом основании можно предположить, что влияние вида напряженного состояния на сопротивление разрушению при активном и пассивном деформировании подчиняется одним и тем же качественным закономерностям. Это обстоятельство важно потому, что оценка состоятельности того или иного критерия проводится сопоставлением результатов испытаний при сложном напряженном состоянии с данными расчета, экспериментальных же данных для такой проверки при кратковременном разрыве твердых тел гораздо больше, чем опытов по разрушению при сложном напряженном состоянии в условиях ползучести. Следовательно, общие закономерности влияния вида напряженного состояния на сопротивление разрушению можно выявить с большей достоверностью обработкой и анализом результатов испытаний при кратковременном разрыве и в условиях ползучести. [c.130] Определяя точность того или иного критерия, необходимо иметь в виду статистическую сущность процесса разрушения анализируемая совокупность экспериментальных данных должна представлять выборку необходимого объема. [c.130] Количественная оценка влияния вида напряженного состояния на сопротивление разрушению зависит от индивидуальных особенностей исследуемого материала. Следовательно, выражения критериев прочности по конструкции должны включать кроме характеристик напряженного состояния параметры, отражающие индивидуальные особенности материала в конкретных условиях испытания. Однако о долговечности материала при том или ином напряженном состоянии часто судят только по величине той или иной характеристики напряженного состояния без достаточного учета комплекса свойств материала. При этом, как правило, в качестве критерия длительной прочности используют одну из характеристик напряженного состояния. В одних исследованиях результатом анализа испытаний выявлена возможность использования в качестве критерия длительной прочности величины максимального нормального напряжения (ст ), в других хорошее соответствие результатов опыта с расчетом получено при использовании в качестве критерия интенсивности напряжений (о/). [c.131] Джонсон [81] считает, что критерий длительной прочности зависит от обстоятельств, определяющих образование и распространение трещин. На основании анализа экспериментальных данных он сделал заключение, что материалы, в которых трещины распространяются постепенно в течение третьей стадии ползучести, будут разрушаться за время, определяемое величиной максимального нормального напряжения. Материалы, в которых не появляется заметное растрескивание в течение третьей стадии ползучести, за исключением момента разрыва, будут разрушаться за время, определенное интенсивностью напряжений. [c.131] Указанные варианты являются двумя возможными предельными случаями хрупкого и чисто вязкого разрушения. Практически приходится встречаться с промежуточными состояниями, когда зарождению очагов разрушения предшествует заметная деформация, а образование,микроповреждений может начаться в конце первого, на втором или в начале третьего периода ползучести. Таким образом, возможны случаи, когда ни ни а,- не могут служить критерием длительной прочности. [c.131] Допущения о возможности оценки работоспособности материала по результатам испытаний при одноосном растяжении, т.е. без учета индивидуальных особенностей материала, как отмечалось выше, не подтверждается результатами испытаний. [c.132] При двухосном растяжении (правая часть полуплоскости) рассматриваемые критерии дают плохое соответствие с экспериментальными данными — большинство точек располагается ниже всех предельных кривых. [c.132] При двухосном смешанном напряженном состоянии (левая часть полуплоскости) большинство точек, соответствующих экс- периментам, располагаются в области, заключенной между линиями предельных состояний. [c.132] Критерий прочности должен допускать возможность оценки сопротивления разрушению любого материала, с которым приходится иметь дело на практике хрупкого и вязкого, обладающего одинаковой или разной прочностью на растяжение и сжатие. [c.133] Квазихрупкое разрушение представляет другой предельный случай, когда пластические деформации в макрообъемах материала, предшествующие разрушению, становятся очень незначительными — роль ослабления сил сцепления из-за разрыхления сводится к минимуму и можно полагать, что разрушение есть результат действия нормальных напряжений растяжения. [c.133] Во всех промежуточных случаях процесс разрушения является результатом действия как нормальных растягивающих, так и-касательных напряжений. Увеличение роли одного фактора приводит к соответствующему снижению ро,ди другого. [c.133] При изучении процесса макроскопического разрушения учесть локальные характеристики механических свойств очень трудно. В таких случаях целесообразно пользоваться некоторыми параметрами, отражающими статистическую сущность явления разрушения. [c.134] Логично предположить, что с ростом вероятности развития микротрещин от действия микронапряжений II рода величина Ст , необходимая для достижения макроразрушения, снижается. Аналогично с увеличением вероятности акта пластической деформации в микрообъемах исследуемого материала уменьшается величина сг,, необходимая для достижения предельного состояния — макроскопического разрушения за заданное время. [c.134] Доли влияния сг] и Т/ на процесс разрушения определяются функцией ш, поэтому последние должны быть обратно пропорциональными плотности распределения напряжений и деформаций II рода или вероятности наступления соответствующего события. [c.134] Характеристики механических свойств определяются обычно по результатам простейщих испытаний. Наибольщее распространение получил метод испытания на одноосное растяжение. Поэтому состояние материала при макроскопическом разрущении в условиях одноосного растяжения целесообразно принять за эталон, в сравнении с которым следует оценивать влияние вида напряженного состояния. В этом случае следует предположить, что /=1 и эквивалентное предельное напряжение равно величине сопротивления разрушению при одноосном растяжении сгр. При указанных предположениях в случае одноосного растяжения формула (4.1) примет вид = а ае л-а Ье , откуда ое + Ье =1. [c.135] В формуле (4.1) отразить влияние среднего нормального напряжения можно, введя в функцию / величину, пропорциональную (То. При этом следует иметь в виду, что опасность напряженного состояния определяется не только средним нормальным напряжением. Так, например, если сравнивать разные напряженные состояния с одинаковым средним напряжением ((То=соп51), то обнаруживается, что возможность разрущения будет увеличиваться с ростом максимального нормального напряжения ((Т] 0) и интенсивности напряжений (ст,). [c.135] Из формулы (4.5) можно получить в качестве критерия щ и о , а также любую их комбинацию. [c.136] Вернуться к основной статье