ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Экспериментальная проверка состоятельности критериев прочности из "Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования " не отражающего всех особенностей работы металла в условиях эксплуатации конструкций. Следовательно, прогнозировать влияние того или иного вида напряженного состояния на работоспособность материала приходится на основании очень ограниченной информации. Восполнить этот пробел позволяет привлечение для анализа некоторых экспериментально установленных фактов и представлений о поведении материала в экстремальных точках пространства напряжений. Например, результаты многочисленных исследований поведения материалов в условиях всестороннего давления, а также известные представления о роли межатомных сил связи в процессе разрущения позволяют предположить, что либо при всестороннем равном сжатии разрущение вообще невозможно, либо для развития повреждений в этих условиях требуется гораздо больше усилий, чем при всестороннем равном растяжении. Следует также иметь в виду экспериментально установленный факт в ряде случаев, особенно если исследуемый материал имеет пониженную пластичность, в области двухосных растяжений (ст, 0 02 0 сг =0) сопротивление разрушению меньше, чем при одноосном растяжении, например, испытания [86] стали Х18Н9Т и углеродистой стали при отрицательной температуре [87]. [c.138] Оценивая состоятель ность того или иного критерия прочности, необходимо прежде всего установить его способность отразить отмеченные выше факты и представления. Из-за удобства применения в практических расчетах нашли широкое распространение критерии типа (4.9) и другие разновидности, в которых формула эквивалентного напряжения представляет собой сумму членов, отражающих вклад в процесс разрушения каждого из главных нормальных напряжений шарового тензора и интенсивности напряжений [54, 88]. [c.138] При изучении влияния вида напряженного состояния на сопротивление разрушению материал, как правило, представляют изотропным, однородным и сплошным, т.е. в некотором смысле идеализируют исследуемый объект. Для такой модели материала состоятельность критериев прочности оценивают прежде всего путем анализа формы предельной поверхности разрушения существует требование предельная поверхность должна быть выпуклой и плавной. [c.139] Промышленные сплавы и стали часто не удовлетворяют модели идеального твердого тела в микрообъемах имеется структурная неоднородность, возможно наличие дефектов в виде пор и различного рода разрывов сплошности твердого тела. [c.139] Все источники неоднородности способствуют созданию полей внутренних напряжений в микрообъемах материала, которые при одном виде напряженного состояния могут усиливать эффект воздействия внешних нагрузок, при другом — снижается эффект влияния внешних нагрузок. Факторы такого рода могут влиять на форму поверхности разрушения. При конструировании критерия прочности вида (4.5) учитывалось реальное строение промышленных сплавов и стали. [c.139] Частный вид этого критерия (4.9) получен при условии существования идеального твердого тела, и эта разновидность обобщенного критерия удовлетворяет требованиям механики твердого тела. В остальных вариантах возможны отклонения, например в [89] показано, что критерий типа (4.8) дает существенные нарушения указанных выше требований к поверхности разрушения, а при удовлетворении этих требований резко сужается область его применения. Однако на этом основании нельзя критиковать теорию прочности. В то же время удовлетворение требований постулата о форме поверхности разрушения не гарантирует достоверность оценок влияния вида напряженного состояния во всем пространстве напряжений. [c.139] Как будет показано ниже, главное достоинство критерия типа (4.5) состоит в использовании параметра (4.4), отражающего влияние вида напряженного состояния на энергию активации процесса разрушения. Иными словами, изменение вида напряженного состояния адекватно изменению свойств исходного материала. В этих условиях теряет смысл оценка состоятельности критерия прочности на основании результатов анализа предельной поверхности исследуемого материала, предполагаемого однородным и сплошным [89]. [c.140] Результатов испытаний с широким набором видов напряженного состояния очень мало. В этом отношении являются уникальными исследования серого чугуна, проведенные Коффиным [84] на трубчатых образцах обследованные виды напряженных состояний охватывают всю область плоских напряженных состояний от двухосных растяжений до двухосных сжатий при одинаковых режимах проводились, как правило, испытания нескольких параллельных образцов (от двух до пяти). [c.140] Испытания проведены при 10 видах напряженного состояния, что позволяет достаточно точно оценить значения коэффициентов уравнения типа (4.10) и проверить состоятельность расчетов результатами независимых серий испытаний, которые не использовались при расчете значения коэффициента а. [c.140] Благодаря многократным повторениям опыта оценены средняя квадратичная ошибка экспериментальных данных и точность соответствия критерия закономерности влияния напряженного состояния на сопротивление разрушению тз== 4,5% гПу.р= 6,2%, что подтверждает достаточно высокую точность расчета по формуле (4.11). [c.141] Для материалов, у которых прочность на сжатие меньше чем в 2 раза превышает прочность на растяжение, целесообразно использовать критерий типа (4.6), (4.7) с тремя константами характеристиками материала. [c.141] Вернуться к основной статье