Коэффициент интенсивности

Математической интерпретацией критерия G является параметр К (называемый коэффициентом интенсивности напряжения), более удобный, чем G, для экспериментального определения и использования в расчетах на прочность [c.75]

Коэффициент интенсивности напряжения К при разрушении путем отрыва обозначают как К и определяют на массивных образцах (рис. 55) при ряде ограничительных условий. [c.76]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

При одной и той же температуре проводятся испытания на разрыв цилиндрического образца с круговым надрезом и образца с трещиной, в результате которых соответственно определяются разрушающая нагрузка Pf и критический коэффициент интенсивности напряжений Ki - [c.97]

В настоящее время для расчета прочности и долговечности конструкций с трещинами используется механика разрущения. Процедура такого расчета заключается в следующем. На первом этапе определяются те или иные параметры механики разрушения (например, коэффициент интенсивности напряжений, J- или Т -интеграл, интенсивность высвобождения упругой энергии), зависящие от характера и уровня нагружения, а также от длины трещины. Далее на основании экспериментальных данных по сопротивлению росту трещин, представленных в терминах указанных параметров, определяется долговечность или прочность элемента конструкции. [c.188]

Понятие коэффициента интенсивности напряжений, как известно, предложено Дж. Ирвином для характеристики напряженности материала у вершины трещины [60, 343]. В общем случае трещины могут находиться под воздействием нормального отрыва, продольного и поперечного смещений поверхностей. В этом случае напряженное состояние у вершины трещины описывается зависимостью [c.194]

Таким образом, модели, базирующиеся на зависимости (4.56), не могут даже качественно описать наблюдаемое в опытах уменьшение критического коэффициента интенсивности напряжений для предварительно деформированного металла в области низких температур. [c.238]

Рис. 4.23. Зависимость критического коэффициента интенсивности напряжений при динамическом нагружении Kid от скорости роста трещины о.-

На рис. 5.28 и 5.29 приведены расчетные кривые максимального значения /Стах, размаха Д/С коэффициента интенсивности напряжений и долговечности N от длины трещины L при различных уровнях максимальных напряжений для узлов, образованных стыковым, тавровым соединениями (схема и параметры [c.319]

Так как напряжение на поверхности концентрируется в вершине надреза или в области дефекта, там и происходит быстрый рост трещин. Поверхностные дефекты (например, питтинги или усталостные трещины) действуют как эффективные концентраторы напряжений. К тому же в достаточно глубоких поверхностных дефектах электрохимический потенциал, как отмечалось ранее, отличается от потенциала поверхности состав и pH раствора в местах поражений также изменяются вследствие работы элементов дифференциальной аэрации. Эти изменения в сочетании с повышенным локальным напряжением способны инициировать КРН или ускорить рост трещины. Именно поэтому титановые сплавы с гладкими поверхностями устойчивы к КРН в морской воде, но разрушаются, если на поверхности образовались коррозионноусталостные трещины [44]. Действительное напряжение в вершине трещины глубиной а в напряженном пластичном твердом теле может быть рассчитано как коэффициент интенсивности напряжения Ki- Для образца, изображенного на рис. 7.9, Ki вычисляется по формуле [45, 46] [c.146]

Коэффициент интенсивности напряжения K [c.147]

Рис. 7.11. Зависимость скорости роста трещины для алюминиевого сплава 707 от коэффициента интенсивности напряжения К [47]

Для оценки сопротивления металла нестабильному распространению хрупкой трещины применяют один из двух взаимосвязанных критериев критический коэффициент интенсивности напряжений /( t(H/M ) или вязкость раз-рушения С7с(Дж/м ). Коэффициент интенсивности напряжений [c.545]

По алгоритму (5.12) и (5.13) можно определять как силовые параметры циклической трещиностойкости Са, Пс, 1 ак и деформационные Се, n . При этом вся разница в том, что вместо К принимают в первом случае К( - коэффициент интенсивности напряжений (КИН), во втором случае принимают Kie - коэффициент интенсивности деформаций (КИД). [c.294]

Г. Разрушение обечайки корпуса аппарата с трещиной происходит при выполнении определенного условия по коэффициенту интенсивности деформаций К [c.299]

Ki - коэффициент интенсивности напряжений [c.300]

Kie - коэффициент интенсивности деформаций, которые вычисляются по следующим формулам [c.300]

Таким образом, основными расчетными характеристиками дефекта являются глубина дефекта а, теоретический коэффициент концентрации напряжений коэффициент интенсивности напряжений Kj. [c.301]

Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений. В 2-х томах / Под ред. Ю. Мураками. - М. Мир, [c.355]

В низкоуглеродистых сталях и других деформационно стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. Важность деформационного старения подтверждается так называемым эффектом тренировки образец в течение длительного времени подвергают циклическому нагружению при напряжениях ниже предела выносливости, после чего его усталостная долговечность существенно повышается благодаря увеличению напряжения течения в результате деформационного старения. Ранее считалось, что предел выносливости является характери-ристикой, отражающей сопротивление материала зарождению разрушения (т. е. зарождению усталостной трещины). В настоящее время взгляд на предел выносливости несколько трансформировался. Показано, что усталостная трещина может зарождаться и прорастать через поверхностные слои образца при напряжениях меньше предела выносливости, но не развивается в глубь образца и не приводит к разрушению [263, 423]. Таким образом, наличие предела выносливости не является следствием невозможности зарождения трещины, а скорее неспособности ее распространения в материале при данном уровне напряжений [152]. Данная закономерность позволяет связать предел выносливости с пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений AKth, характеризующим отсутствие развития трещины при АК < А/Сгл- Указанный подход был нами использован при прогнозировании влияния асимметрии нагружения на предел выносливости. Подробное изложение полученных по данному вопросу результатов будет приведено в подразделе 4.1.4. [c.128]

На основании полученного деформационно-силового уравнения усталостного разрушения (2.111) в гл. 4 выполнено моделирование кинетики усталостных макротрещин в перлитных сталях, в частности, рассмотрено влияние асимметрии нагружения на пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений AKth- [c.145]

Одной из основных зависимостей, связывающих скорость роста усталостной трещины dL/dN с коэффициентом интенсивности напряжений К, является уравнение, предложенное П. Пэрисом и Ф. Эрдоганом [192], [c.189]

До сих пор рассматривались зависимости, описывающие СРТ при действии только Ki. При произвольной ориентации трещины в элементе конструкции НДС у ее вершины в общем случае контролируется не только Ki, но и /(п и Кт Ki, Ки, Kill — коэффициенты интенсивности напряжений I, II, III рода). Для протяженных трещин при однородном напряженном состоянии вдоль их фронта контроль НДС у вершины трещины ограничен только КИН I и II рода. [c.191]

Рассмотрим некоторые лeд tвия разработанной модели и их физическую интерпретацию применительно к распространению усталостных трещин в сталях средней и высокой прочности. Для этого кратко остановимся на результатах структурного изучения процесса разрушения при росте усталостных трещин. Фрактографические исследования показывают, что поверхность разрушения при развитии усталостных трещин в указанных сталях представлена в основном следующими фрактурами чисто усталостной, для которой характерно наличие вторичных микротрещин [146] (в данной работе эта фрактура названа чешуйчатой), а также фрактурами хрупкого типа (микро- и квазискол) [57, 113, 283]. Бороздчатый рельеф, свойственный усталостным изломам большинства металлов с ГЦК решеткой, как правило, отсутствует либо наблюдается в ограниченном диапазоне условий нагружения, как и участки с меж-зеренным и чашечным строением [57, 113, 372, 389]. Доля различных фрактур в изломе существенно зависит от условий испытания. Для сталей средней и высокой прочности можно отметить следующие общие закономерности изменения усталостного рельефа с ростом размаха коэффициента интенсивности напряжений доля микроскола с увеличением АЯ уменьшается при переходе от первого ко второму участку кинетической диаграммы усталостного разрушения иногда появляются области межзеренного разрушения на втором участке доминирует усталостная фрактура с микротрещинами на третьем участке кинетической диаграммы усталостного разрушения в ряде случаев наблюдаются бороздчатый рельеф и области с ямочным строением. [c.221]

Для стали 15Х2МФА после предварительной деформации величиной ео = 6 % аналогичным образом был вычислен критический коэффициент интенсивности напряжений К для Т = [c.237]

Кальтхофф И., Бейнерт И., Винклер С. Измерения динамического коэффициента интенсивности напряжений для быстро распространяющихся и остановившихся трещин в образцах типа двойной двухконсольной балки// Новое в зарубежной науке. — Сер. Механика разрушения. — 1981. — № 25. — С. 23-41. [c.367]

Муто, Радхакришнан. Влияние предела текучести и размера зерна на пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений и предел выносливости//Теор. основы инжен. расчетов.— 1986.—№ 2.— С. 75—82. [c.372]

Если принять, что приложенное напряжение соизмеримо с пределом текучести металла Oj, то критическая глубина трещины а р достигается еще до того, как коэффициент интенсивности напряжения становится равным / is o- При этих условиях трещина растет с возрастающей скоростью, пока не произойдет разрушение. На основе предыдущего выражения для Ki получено следующее приближенное уравнение [c.148]

Поверхностные дефекты могут оказывать влияние на водородное или сульфидное растрескивание умеренно- или высокопрочных сталей в пластовых водах, содержащих сероводород. Заметная склонность к растрескиванию в этих средах вынуждает значительно понижать допустимый уровень напряжений, чтобы избежать опасности разрушения. Так как прочность стали связана с ее твердостью, эмпирически определенная максимально допустимая твердость по Роквеллу Нц = 22, что отвечает пределу текучести примерно 1,37 МПа [631. Критические значения коэффициента интенсивности напряжения для стали в водных растворах HjS свидетельствуют, что указанный уровень твердости соответствует критической глубине поверхностных дефектов около 0,5 мм [64]. При такой или большей глубине дефекты дают начало быстрому развитию трещин. Поскольку избежать дефектов такого размера практически очень трудно, в нефтяной промышленности, имеющей [c.153]

Из механики разрушения известен параметр Kth - пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений К . Если Ki < Kth, трещина в конструкции не распространяется при любом достаточно большом числе циклов Hai py-жения, например, 10 -10 . Подобный параметр имеет место при испытаниях в коррозионных средах Kis - Если Ki < Kis , трещина также не распространяется. Аналогичное можно сказать и о других дефектах. [c.363]

Степень напряженности в области вершины т] )ещины оценивается коэффициентом интенсивности напряжений Ki, зависящим от размеров трещины, формы конструктивного элемента, номинального напряжения и др. В предельном состоянии Ki = Кс, где Кс - критический коэффициент ин- [c.396]

Коэффициент интенсивности упругопластическюс деформаций определяется по формулам [c.397]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...