ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Напряжение, деформация и разрушение из "Материалы ядерных энергетических установок " Этот прием подходит для простых напряженных конструкций, работающих в постоянном и регулярном режиме. Однако в большинстве конструкций имеющиеся на практике напряжения в определенных местах превосходят предел текучести, несмотря на то что мембранные напряжения лежат внутри допустимого предела. [c.37] Из рис. 5.1 видно, что когда напряжение в растягиваемом образце увеличивается выше предела текучести, то его рост происходит с меньшей скоростью, чем это было в упругой области, и дальнейшее уменьшение скорости роста напряжения происходит до тех пор, пока образец не разрушится, достигнув существенного удлинения. [c.38] Увеличение напряжения является причиной нагартовки материала в зоне разрушения. После прохождения участка текучести отношение напряжение — деформация определяется характером испытания и не является единственной характеристикой материала, но наблюдаемое максимальное напряжение (предел прочности на растяжение) регистрируется и является важным параметром. Который используется на определенных этапах конструирования вместо предела текучести. Даже когда предел текучести служит основной величиной при конструировании, использование для расчетов предела прочности материала должно осуществляться с большой осторожностью. Если нам известно, что конструкция рассчитана исключительно на основе предела текучести, появляется соблазн применить стали с очень высоким отношением предела прочности к пределу текучести и очень низкой пластичностью, а это может привести к усталостному разрушению от коррозионного воздействия, появления остаточных напряжений или от комбинации этих факторов. В некоторых случаях экономические выгоды можно получить, используя данные, основанные исключительно на знании предела прочности на растяжение, если материал имеет очень низкое отношение предела прочности к пределу текучести. [c.38] Двумя другими важными параметрами являются удлинение при разрыве, определяемое отношением длины образца после разрыва к первоначальной длине, и сужение в зоне разрыва, определяемое отношением диаметра образца в точке разрыва к первоначальному. Эти параметры используют в расчетах на малоцикловую усталость. [c.38] В реальных конструкциях действие одних простых и постоянных напряжений встречается редко. Большинство узлов конструкций подвергается действию циклических напряжений, очень сильно влияющих на напряженность всей конструкции и могущих привести к ее разрушению при напряжениях, намного меньших расчетных. Для сталей усталостная прочность сначала уменьшается по логарифмической зависимости от числа циклов, а затем остается постоянной при значениях, которые для многих высокоупругих сталей определяются постоянным значением предела прочности на растяжение. [c.40] Другие материалы, преимущественно алюминий и медь, не имеют определенного предела усталости для них напряжение плавно уменьшается с увеличением числа циклов. [c.40] Наличие постоянных растягивающих напряжений усиливает действие циклических напряжений, при которых материал разрушается. [c.40] Миллера или Шелби—Дорна, могут довольно точно предсказать время до разрушения при экстраполяции на время, в 4—5 раз превышающее экспериментальное значение. [c.43] Когда изделие, которое можно представить в виде компактного образца для изучения ударной вязкости, подвергается действию растягивающих напряжений, может произойти хрупкое разрушение его в случае, если интенсивность напряжений достигает определенной величины, характерной для данного материала, а поверхность разрушения будет достаточно плоской. Интенсивность напряжений, при которой происходит разрущение образца, определяется напряжением а, приходящимся на единицу площади, и длиной трещины а, выражается в единицах fMH/M /2] и известна под названием вязкости разрушения К с)- Если уменьшить размеры образца или увеличить температуру его, материал образца будет переходить в состояние текучести, начиная от конца трещины, до того как произойдет его хрупкое разрушение, и на другой стороне появятся резко выраженные полосы сдвига. Для изучения вязкости разрушения ударно-вязких высококачественных сталей используют очень крупные образцы, но их довольно трудно получить и создать в них напряжения, достаточные для того, чтобы перенести полученные результаты на узлы реальных размеров, например, роторы турбин, сосуды высокого давления или паровой цилиндр. Некоторое приближение может быть сделано при нагружении образцов, маленьких для хрупкого разрушения, но достаточных для измерения скорости распространения трещины. Поэтому во многих случаях результаты испытаний на вязкость разрушения могут быть экстраполированы, но так как для большинства рассчитанных размеров трещин разрушение будет носить хрупкий характер, они могут быть использованы для оценки с достаточной степенью точности. [c.44] Для стали с 2,25% Сг и 1% Мо при 565° С S = 5-10- и а = 6, когда размерность dA/dt [м/ч], а размерность /С[МН/м 2]. [c.45] Если материал подвергается высокотемпературной циклической нагрузке на воздухе при невысокой частоте или нагрузке с длительным пребыванием в экстремальных точках цикла, то время до разрушения его уменьшается обычно с увеличением времени пребывания в этих точках. [c.45] Такая экспериментальная оценка влияния длительности времени выдержки при большом числе циклов связана с крайне высокими затратами времени, поэтому экстраполяция здесь затруднена. [c.46] Вернуться к основной статье