Состояние материала опасное хрупкое

Чугун. Для изготовления сложных фасонных отливок наиболее дешевым материалом является чугун. Однако хрупкость чугуна ограничивает область его применения. Хрупкое разрушение деталей, явление нежелательное вообще, приобретает значительную опасность для газовой арматуры. При разрушении деталей из пластичных материалов имеется период пластических деформаций, в течение которого можно установить наступление опасного состояния материала. При хрупком разрушении эта возможность исключена, так как разрушение детали происходит неожиданно для обслуживающего персонала. Кроме того, хрупкие материалы хуже переносят динамические нагрузки, переменные температурные напряжения и температуры ниже —15° С, они также более чувствительны к концентрации напряжений и т.д. [c.36]

Важнейшей задачей инженерного расчета является оценка прочности детали по известному напряженному состоянию. Наиболее просто эта задача решается для простых видов деформации, в частности для одноосных напряженных состояний, так как в этом случае значения предельных (опасных) напряжений легко установить экспериментально. Под опасными напряжениями, как уже указывалось, понимают напряжения, соответствующие началу разрушения (при хрупком состоянии материала) или появлению остаточных деформаций (в случае пластического состояния материала). Так, испытания образцов из данного материала на простое растяжение или сжатие позволяют без особых трудностей определить значения опасных напряжений [c.200]

Энергетическая (четвертая) теория прочности основана на гипотезе о том, что опасное состояние материала наступает, когда удельная потенциальная энергия изменения формы достигает опасного значения [Нф ], определяемого опытным путем для одноосного напряженного состояния. Четвертая теория прочности широко используется при расчетах конструкций из пластичных материалов. Для хрупких материалов она неприменима. [c.345]

Для элементов конструкций, выполненных из хрупкого материала, опасное состояние характеризуется появлением трещин (разрушением материала). За опасное напряжение следует принимать предел прочности [c.53]

При рассмотрении напряжений в наклонных сечениях растягиваемого бруса 22) мы видели, что в этих сечениях возникают одновременно нормальные и касательные напряжения и связанные с ними линейные и угловые деформации. Поэтому даже в самом простом случае напряженного состояния, в таком, например, как растяжение бруса в одном направлении, причиной наступления опасного состояния материала могут быть нормальные или касательные напряжения, достигающие определенных пределов для данного материала. В дальнейшем под опасным состоянием материала мы условимся понимать для пластичных материалов наступление состояния текучести, а для хрупких—наступление разрушения [c.96]

Концентрация напряжений для материала в хрупком состоянии является опасной ). Как только максимальное местное напряжение достигает предела прочности материала, происходит разрушение стержня. Вместе с тем из расчета получаем не максимальное местное напряжение, которое следовало бы сопоставлять с допускаемым. [c.124]

Если предельным состоянием материала в локальной области является хрупкое разрушение, то в ряде случаев это предельное состояние может представить опасность для всей конструкции, ибо разрушение материала в малой области может явиться началом развития конечной по размеру области разрушения. В таких случаях вполне уместно использование расчета по допускаемым напряжениям, в котором считается, что опасная ситуация для конструкции в целом заключается в возникновении опасной для материала ситуации хотя бы в одной или нескольких ее точках. [c.523]

Наличие указанных дефектов создает условия для нарушения силового потока и для возникновения концентрации напряжений, что приводит к опасности появления преждевременных хрупких разрушений. При этом имеющиеся в конструкции остаточные напряжения, ввиду хрупкого состояния материала в зоне трещины, могут складываться с рабочими и снижать работоспособность изделия. Как показывает эксплуатационный опыт, большинство разрушений сварных конструкций связано с развитием имеющихся дефектов и, прежде всего, трещин, непроваров и пр. Наиболее резко дефекты [c.94]

Механизм развития дефектов и разрушение конструкции зависит от состояния материала. Как правило, для оценки опасности дефектов используют понятие о трех состояниях материала вязком, квазихрупком и хрупком. Состояние материала зависит от его физико-химических и механических свойств, вида напряженного состояния конструкции и температуры. Рассмотрим зависимость состояния материала от температуры при постоянстве первых факторов. [c.114]

В соответствии с состоянием материала типы разрушений делят на вязкое, квазихрупкое и хрупкое. Можно выделить следуюшие условия работы оборудования для оценки опасности хрупкого разрушения [c.114]

Гипотезы прочности (теории предельных напряженных состояний, теории прочности) указывают условия перехода материала в предельное напряженное состояние — появления признаков хрупкого разрушения или возникновения текучести. Гипотезы прочности применяют при расчетах по опасной точке (см. стр. 171) при статическом нагружении конструкции, а также — в случаях приведения динамической нагрузки к эквивалентной ей статической (например, при приближенных расчетах на удар). Применяя ту или иную гипотезу прочности, оценку опасности напряженного состояния в исследуемой точке конструкции выполняют путем замены заданного сложного напряженного состояния (двухосного или трехосного) эквивалентным (равноопасным) ему одноосным растяжением. Главное напряжение этого воображаемого (расчетного) одноосного растяжения называют эквивалентным (или приведенным) напряжением. [c.179]

К 1.8. 1. Что называется опасным состоянием материала Чем характе- ризуется наступление опасного состояния для пластичных и хрупких материалов [c.412]

Пластичность и ударная вязкость обычно уменьшаются и только в отдельных случаях, например для меди и ее сплавов, наблюдается их увеличение. Уменьшение пластичности при снижении температуры свидетельствует о возможности перехода материала в хрупкое состояние. Условия перехода из пластичного в хрупкое состояние в зависимости от температуры объясняются схемой А. Ф. Иоффе и Н. Н. Давиденкова и связаны со значительным повышением предела текучести при условии малого изменения сопротивления хрупкому разрушению в процессе снижения температуры испытаний. В связи с этим совершенно очевидно, что, если при одинаковом сопротивлении хрупкому разрушению двух сплавов у одного из них при одинаковом снижении температуры сопротивление сдвигу будет увеличиваться слабее, то при наличии вязкого излома опасность хрупкого разрушения изделия из такого материала будет меньше. С этой точки зрения важным критерием оценки пригодности материала для работы в условиях низких температур может служить структура материала (волокнистый — вязкий излом), достаточная пластичность разрушенных сталей при —196° С и ниже и частично интенсивность роста предела текучести и предела прочности в зависимости от температуры 26 [c.26]

Следовательно, прочность материала при сложном напряженном состоянии может нарушиться по двум причинам или вследствие отрыва частиц или вследствие их сдвига. Напряженное состояние, соответствующее тому или иному виду нарушения прочности, называется предельным. В зависимости от соотношения главных напряжений предельное состояние материала может наступить при разных их значениях. Эти значения и устанавливаются с помощью теорий прочности. В простейшем случае одноосного растяжения или сжатия предельное состояние возникает при достижении напряжением опасного значения предела прочности для хрупких материалов или предела текучести для пластичных материалов. [c.254]

Для правильного выбора марки стали и ее качества [для углеродистых сталей применение спокойной (сп), полуспокойной (пс) или кипящей (кп) стали] следует учитывать опасность хрупкого разрушения [1,0.42]. Для появления хрупкой трешины определяющими являются обстоятельства, снижающие пластичность, а именно трехосное напряженное состояние (по этой причине наибольшая толщина проката в сварных элементах из углеродистой стали не должна превышать 50 мм, из низколегированной — 40 мм [5]), низкая температура и ударная нагрузка. Есть предложения по выбору марки стали расчетным путем в зависимости от толщины материала и температуры эксплуатации [0.13, 0.59]. [c.9]

В процессе разворота производятся выдержки, при которых частота вращения остается неизменной. Эти выдержки необходимы для равномерного прогрева ротора и корпуса турбины для удержания в допустимых пределах относительного удлинения ротора и температурных напряжений в роторе и корпусе. Необходимость прогрева ротора на малых частотах вращения особенно важна для пуска из холодного состояния, когда из-за высокой критической температуры хрупкости материала ротора имеется опасность хрупкого разрушения. В начальный период пуска из холодного состояния необходима выдержка для удаления из корпуса турбины образующегося конденсата. [c.452]

Из других теорий прочности, не имеющих широкого распространения, но пригодных для оценки прочности грунтов, следует назвать теорию наибольших деформаций, согласно которой опасное состояние материала наступит в результате того, что его линейные или угловые деформации достигнут некоторого опасного, критического значения, и теорию прочности Гриффитса, по которой разрушение хрупкого тела в результате развития в нем трещины происходит при определенном критическом напряжении. [c.64]

Механика разрушения — это наука о предельных состояниях материала, о разрушениях деталей машин и конструкций, о неустойчивых режимах их работы, ради оценки которых делается все остальное изучаются механические свойства и режимы термообработки, выбираются расчетные схемы, анализируются напряженные состояния, изучаются нагрузки, оценивается деградация прочностных свойств материала. В механике разрушения рассматриваются разрушения с разделением детали на части, т. е. разрушения, связанные с появлением трещин. Здесь мы в первую очередь остановимся на самых опасных хрупких разрушениях, происходящих при нагрузках меньших допускаемых. [c.188]

Местные изменения формы и размеров сечений. Отверстия, выточки и прочие нарушения формы и размеров сечений вызывают резкое и значительное изменение картины распределения нанря жений и деформаций. Однако это возмущение носит местный характер и на напряженное и деформированное состояние стержня в целом влияет незначительно. Поэтому, определяя прогибы и углы поворота сечений, отверстия и прочие нарушения не учитывают. При расчете на прочность касательные напряжения не принимают во внимание, а основное условие прочности записывают для опасной точки, расположенной в одном из ослабленных сечений, так как здесь может иметь место концентрация напряжений ( 65). В зависимости от чувствительности материала к концентрации условия прочности будут иметь различный вид, а именно для высокопластичных материалов (малоуглеродистых сталей, меди, алюминия) и хрупких неоднородных материалов (чугунов) концентрацию можно не учитывать и условие прочности записывать в обычном виде [c.296]

При расчете по допускаемым напряжениям опасным, или предельным, состоянием конструкции считается такое ее состояние, при котором наибольшее напряжение хотя бы в одной точке материала конструкции достигает опасной величины — предела текучести (для пластичного материала) или временного сопротивления (для хрупкого материала). Состояние всей остальной массы материала во внимание не принимается. [c.487]

Все вышеперечисленные методы дают качественную оценку технического состояния оборудования. При их проведении обнаруживаются объемные опасные дефекты, такие как трещины, подрезы, непровары, поры. Однако необходимо отметить, что появление таких дефектов является лишь заключительной стадией процессов, происходящих на микроуровне и сопровождающихся изменением характеристик прочности, пластичности и трещиностойкости. Одним из таких процессов является охрупчивание (деформационное упрочнение) материала, вызывающее повышение временного сопротивления Св, предела текучести Пг и снижение запаса пластичности, ударной вязкости и трещиностойкости. Это, в свою очередь, увеличивает вероятность хрупкого разрушения даже при температурах выше предела хладноломкости. [c.337]

Поскольку kd. 1, то Ст эк в по мере возрастания р убывает и при некотором давлении становится равным нулю. Напряженное состояние становится равноопасным ненапряженному. При дальнейшем увеличении давления оно будет и вовсе отрицательным. Напряженное состояние становится менее опасным, чем ненапряженное. Внешнее давление оказывает как бы поддерживающее действие, повышает связь между частицами и разрушение отрывом отодвигается. Что же касается условия пластичности, то на него всестороннее давление не влияет. В левой части диаграммы, показанной на рис. 57, б, ограничивающая прямая по пластичности становится вполне реальной. Она располагается ниже предельной кривой хрупкого разрушения. Это означает, что хрупкий материал при всестороннем сжатии приобретает свойства пластичности, что и подтверждается опытом. Чугунные образцы при испытании на растяжение в условиях всестороннего сжатия (порядка 10 ООО атм) ра- [c.91]

Учитывая, что брус изготовлен из хрупкого материала, применяем гипотезу прочности Мора. В опасных точках бруса имеет место упрощенное плоское напряженное состояние, поэтому расчет выполняем по формуле (9-6). [c.218]

Последовательность смены механических состояний типична для пластичных материалов и хорошо прослеживается при одноосном нагружении, например, при растяжении или сжатии образцов. При этом можно установить предел текучести от этого материала, а подвергая такому же испытанию образец из хрупкого материала, устанавливается предел прочности ов. Предел текучести для пластичного материала от и предел прочности ов для хрупкого материала являются предельными напряжениями этих материалов, т. е. опасными. Иное положение наблюдается при сложном напряженном состоянии. В этом случае предельное состояние зависит от соотношения величин главных напряжений 0 , 02 и 03. Большая сложность постановки опытов и чрезвычайно большое многообразие соотношений величин 0 , сгз и 03 не позволяют достаточно полно исследовать сложное напряженное состояние опытным путем. [c.91]

При испытании материалов статической нагрузкой на центральное растяжение и сжатие устанавливается так называемое опасное (или предельное) состояние. Оно характеризуется наступлением текучести, сопровождаемой значительными остаточными деформациями или появлением трещин, свидетельствующих о начале разрушения. Нормальные напряжения в поперечных сечениях стержней в момент наступления опасного состояния при образце из пластичного материала равны пределу текучести От, а при образце из хрупкого материала равны пределу прочности Ов (при растяжении Овр и при сжатии СТас). [c.340]

С другой стороны, из испытания образцов- материала на действие осевых сил известно, при каких напряжениях возникает опасное состояние. Для материалов, находящихся в хрупком состоянии, опасным напряжением является предел прочности о ,, = Оп,,, при котором наступает разрушение. [c.120]

В ряде случаев, когда имеем дело с хрупким материалом, расчет по допускаемым напряжениям оказывается достаточно совершенным, ибо предельное (опасное) состояние для материала в малой области часто опасно для системы в целом. [c.192]

При статической или ударной нагрузке для пластичных материалов такое состояние характеризуется появлением больших остаточных деформаций (явление текучести), для хрупких—появлением трещин, разрушением материала. При повторно-переменной нагрузке опасное состояние характеризуется появлением и развитием трещины усталости. Напряжение, соответствующее наступлению опасного состояния, мы будем называть условно о . Это напряженке равно [c.62]

Первая диаграмма (рис. 25) описывает поведение хрупкого материала при линейном растяжении или сжатии. Опасным состоянием в этом случае, очевидно, следует считать разрушение, а опасным напряжением—предел прочности материала. При растяжении разрушение происходит по площадке, перпендикулярной направлению растягивающей силы, а при сжатии (с неоднократной смазкой торцов образца, соприкасающихся с плитами пресса) — [c.127]

Среднее напряжение цикла может рассматриваться как некоторое постоянное статическое напряжение. Как известно, опасным напряжением при постоянной нагрузке является предел прочности в случае хрупких и предел текучести в случае пластичных материалов. На величине этих напряжений факторы, связанные с технологией изготовления и условиями эксплуатации детали, ее размерами,состоянием поверхности и т. п., сказываются в значительно меньшей степени, чем на величине предела выносливости матери- [c.562]

ГО разрушения не было бы, поскольку эти напряжения вдвое-втрое меньше предела текучести. Однако при пуске турбины сечение ротора прогревается неравномерно температура внешних слоев растет быстрее, чем средняя температура сечения, во внутренних — наоборот. Поэтому при пуске в роторе возникают температурные напряжения, сжимающие его материал во внешних слоях и растягивающие во внутренних. Таким образом, на расточке ротора к растягивающим напряжениям от центробежных сил прибавляются растягивающие температурные напряжения. Это, как видно из формулы (17.1), дополнительно уменьшает критический размер дефекта. Таким образом, оказывается, что при быстром пуске турбины из холодного состояния, когда вязкость разрушения материала ротора мала, а напряжения велики, даже небольшой дефект, совершенно не опасный при нормальной работе турбины, может привести к внезапному хрупкому разрушению ротора. В практике эксплуатации было несколько случаев таких разрушений. [c.479]

С ростом температуры для большинства конструкционных материалов Кгс возрастает, причем характер разрушения в зоне концентратора напряжения остается хрупким (или квазихрупким, если пластические деформации малы). Вместе с тем возможность появления пластических деформаций ц зоне концентратора снижает эффективное значение Кс в (3.56), так что это условие не всегда определяет опасность разрушения достаточно пластичного материала. При однородном напряженном состоянии условия (3.53) и (3.54) также оказываются недостаточными для оценки прочности таких материалов. [c.144]

Заданные прочность, надежность, долговечность достигаются формированием определенного структурного состояния. Оно должно сочетать эффективное торможение дислокаций с их равномерным распределением в объеме материала либо, что особенно благоприятно, допускать определенную подвижность скапливающихся у барьеров дислокаций. Эти требования исходят из того, что хрупкое разрушение инициируют скопления дислокаций критической плотности, например, у непроницаемых барьеров, где возникают опасные локальные напряжения. Их релаксация идет двумя путями 1) образованием зародыша хрупкой трещины 2) прорывом и эстафетной передачей дислокаций в смежные области. Второй путь — путь пластической релаксации локальных напряжений — возможен при наличии полупроницаемых барьеров. Их роль, в частности, выполняют малоугловые границы — границы субзерен. [c.233]

Сформулировать универсальный критерий равнопрочно-сти, учитывающий всю совокупность причин, практически влияющих на прочность (тип напряженного состояния, состояние материала, характер действия на тело внещних факторов), до сих пор не удалось. Поэтому в настоящее время при расчете на прочность используется несколько теорий прочности, взаимно дополняющие друг друга. Теории прочности, объясняющие возникновение опасного состояния разрушением, называются теориями хрупкого разрушения, а объясняющие его возникновение появлением недопустимых пластических деформаций — теориями пластичности. Любая теория прочности проверяется, а иногда и выдвигается опытом. Для этого и нужны испытательные мащины, образцы и установки, позволяющие создавать произвольные напряженные состояния. [c.299]

Соотношение между Ор(Т) и сГ(.р(7) зависит от температуры, структуры материала, технологии его обработки и истории нагружения. Увеличение размера зерен поликристаллического материала, ослабление прочности их границ, накопление микротрещин и повреждений в материале понижает Стр(7), но мало влияет на Стср(7). Уровень сГр(7) также зависит от размеров элемента конструкции, так как для больших размеров вьшге вероятность появления микротрещин или структурных неоднородностей. На рис. 4.1.3,д штрихпунктирной линией условно показано положение вертикальной границы предельных состояний, сместившейся вследствие снижения сГр(Т) по указанным причинам. Теперь и при напряженном состоянии, соответствующем лучу 3, разрушение носит хрупкий характер. Легирорание и термообработка металлов, направленные на повышение пределов текучести и временного сопротивления Стрр, обычно мало влияют на Стр и также приводят к росту отношения Трр/сГр, что в конечном счете увеличивает опасность хрупкого разрушения. [c.178]

Для полного выявления механических свойств необходимо проводить испытания материала при различных способах нагружения (растяжение, кручение, сжатие, изгиб и т. п.) с различным соотношением максимальных касательных и максимальных растягивающих напряжений. Касательные напряжения определяют, главным образом, возможность пластической деформации и после ее развития возможность разрушешя путем среза. Растягивающие напряжения определяют преимущественно опасность хрупкого разрушения путем отрыва. С этой точки зрения различные напряженные состояния часто характеризуются коэффициентом жесткости [c.13]

В общем, величины давления, которые должны выдерживать конструкции с твердым топливом, значительно выше значений давлений в баках жидкостных систем. Таким бразом, главным конструктивным критерием при выборе материала для твердотопливной камеры сгорания будет обеспечение предельно высокого отношения прочности к удельному весу. Однако материал должен быть также вязким, так как в нем возникает двухосное напряженное состояние, которое опасно для хрупких материалов. В силу того, что большое значение придается величине отношения предела прочности на разрыв к удельному весу, серьезное внимание уделяется не только конструкциям из высокопрочных сталей с пределом прочности на разрыв 275—300 тыс. фунт/дюйм , но и хорошо известным высокопрочным нитевым структурам из очень чистых в химическом отношении металлов или неметаллов. Делаются значительные усилия в области разработки [c.572]

При разрушении отрывом в случае нестабильного распространения трещины коэффициент интенсивности напряжений достигает критической величины Кс которая определяется геометрией образца, прежде всего толщиной. При некоторых значениях толщины образца у вершины трещины наблюдается смена плосконапряженного состояния на плоскодеформированное. Последнее весьма опасно, так как может привести к неожиданному хрупкому разрушению без признаков пластической деформации. Коэффициент интенсивности напряжений при таких условиях (А,д) можно рассматривать как константу материала (рис. 8.1). [c.136]

При создании критериев трещиностойкости материалов Ирвин исходил из того, что при достижении нестабильного спонтанного роста трещины коэффициент интенсивности напряжений достигает своего критического значения Кс. Вначале предполагали, что Кс является константой материала. Однако оказалось, что уровень этой характеристики зависит от толщины испытываемых изделий (например, пластины) и с увеличением толщины уменьшается в связи с изменением (трансформацией) в вершине трещины плосконапряженного состояния на наиболее опасное для реализации хрупкого разрушения плоскодеформированное состояние, достигая при этом определенного. минимального значения Хгс (рис. 15.4). Имеются все основа- [c.237]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...