Критерий разрушения энергетический

Это значение Ирвин считал силой, необходимой для распространения трещины на 1 см. Если G превысит критическое значение (G ), то трещина будет распространяться самопроизвольно. Ирвин показал эквивалентность силового критерия разрушения энергетическому критерию Гриффитса. На основе приведенного соотношения для при плоском напряженном состоянии имеем [c.62]

Силовые и энергетические критерии разрушения. Наряду с концепцией предельного состояния в теориях прочности долгое время монопольное положение занимали силовые критерии разрушения. Энергетические концепции механики разрушения существенно изменили представления о причинах, вызывающих катастрофическое разрушение материалов и конструкций. По меткому выражению Дж. Гордона Современную механику разрушения занимает прежде всего не вопрос о нагрузках и напряжениях, а вопрос о том, как, почему, где и когда упругая энергия, запасенная в материале, может перейти в энергию разрушения [35, с. 60]. [c.16]

Основное, что позволяет учет структуры, это возможность обнаружить волны, уносящие часть энергии от края распространяющейся трещины или от фронта волны разрушения. Параметры этих волн и создаваемый ими поток энергии оказываются существенно зависящими от структуры среды и от скорости распространения разрушения. Учет мощности излучения позволил выразить макроскопические критерии разрушения - энергетический критерий Гриффитса и силовой критерий Ирвина - как функции скорости распространения разрушения, зависящие также от параметров структуры. Характерным для решеток является минимум трещиностойкости (минимум общей энергии, потребной для распространения трещины), достигаемый в районе половины критического значения скорости - скорости волны сдвига для антиплоской задачи и волны Рэлея для плоской. В работе [39, 40] установлено сильное влияние анизотропии на поток энергии, идущий в край трещины на макроуровне. Для армированного материала с относительно малой жесткостью связующего при распространении трещины разрыва волокон с собственно поверхностной энергией можно не считаться, так как ее вклад пренебрежимо мал по сравнению с энергией излучения, обусловленного структурой [58]. Это позволило выразить эффективную поверхностную энергию через прочностные, упругие и геометрические параметры композита. [c.236]

Критерии начала распространения трещины могут быть получены как на основе энергетических соображений, так и силовых. Сначала был предложен энергетический критерий разрушения А. А. Гриффитсом [216], а силовой критерий сформулирован в [220] и одновременно была установлена эквивалентность этих двух критериев. [c.327]

Можно показать, что силовой критерий разрушения эквивалентен энергетическому критерию Гриффитса. [c.734]

Как отмечалось, Гриффитс предложил для решения поставленной задачи энергетическую формулировку критерия разрушения на основе закона сохранения энергии трещина начнет распространяться, когда приращение поверхностной энергии (при вариации длины трещины 6Z > 0) компенсируется соответствующим выделением потенциальной энергии деформации (при отсутствии других видов энергии) [c.33]

Энергетический критерий предельного равновесия в случае идеально упругого разрушения можно получить из условия (4.6), полагая Q = 0 и вводя в (4.1) экспериментально определяемое значение поверхностной плотности энергии разрушения Y-При этом первое слагаемое в уравнении (4.6) приобретает вид f(65 ++ б5 ), поэтому для упругого тела критерий разрушения таков [c.41]

Это соотношение может быть полезно при формулировке энергетических критериев разрушения. [c.52]

Нелинейная механика разрушения. В связи с тем, что нелинейная механика разрушения далека от завершения, возрастает роль вычислительных методов не только в расчетах на прочность конкретных конструкций, но и в развитии представлений о разрушении тел при неупругих деформациях. В настоящее время для описания процессов разрушения наиболее широко применяются два критерия локального разрушения — энергетический 7-интеграл и раскрытие трещины в вершине б. [c.97]

Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в условиях возникновения неустойчивого состояния трещины из зависимости (2.5) можно связать д энергетическим критерием разрушения -ук, т. е. Кс= [c.25]

Таким образом, температурный критерий позволяет определить тип сопротивления статическому разрушению, на который следует рассчитывать элемент конструкции. Силовые, энергетические и деформационные критерии разрушения позволяют определить соответствующие критические величины напряжений и, сопоставив их с действующими, оценить запас прочности (см. 4). [c.47]

Рис. 20. Предельная поверхность, построенная по энергетическому критерию разрушения для эпоксидного боропластика с углами армирования 0 и 45°

График зависимости (19) изображен на рис. 10. Следует отметить, что кривая асимптотически приближается к обеим осям, и это означает, в частности, что тело без трещин должно быть бесконечно прочным. При этом, однако, не учитывается другой критерий разрушения, состоящий в том, что при достижении в любом сечении предела текучести должно возникнуть пластическое течение материала. На рис. 10 это изображено горизонтальной пунктирной линией. Таким образом, диаграмма дает хорошо известное описание разрушения материала с конечным пределом текучести, содержащего трещину заранее определенной длины. Разрушение происходит либо за счет общего течения, либо согласно энергетическому критерию, в зависимости от того, какой критерий определяет меньшее напряжение. В частности, при длинах трещины [c.457]

Особенности пластической деформации поверхностных слоев по сравнению с объемом материала могут оказать существенное влияние па процессы трения и износа. Согласно [60, 71, 73], толщина слоя с ослабленными механическими характеристиками ориентировочно равна размеру зерна. Во многих случаях эта величина соизмерима с зоной пластической деформации и разрушения при трении. В то же время при расчетах числа циклов до разрушения и интенсивности износа используются константы механических характеристик, свойственные материалу в объеме. По-видимому, это одна из причин того, что расхождение между расчетными и экспериментальными значениями интенсивности износа составляет не менее 50%, а в некоторых случаях они различаются на порядок. Количественное изучение структурных и энергетических закономерностей пластической деформации поверхностных слоев непосредственно в процессе трения необходимо для уточнения расчета сопряженных деталей на долговечность и поиска структурных критериев разрушения. [c.27]

Анализ различных энергетических параметров повреждаемости и критериев разрушения свидетельствует о том, что вопрос какая часть необратимо затраченной энергии деформаций должна быть принята за параметр повреждаемости и критерий разрушения, еще не решен. В связи с этим актуальна задача о физическом обосновании разделения энергии деформации на опасную , ответственную за разрушения, и неопасную [3, 7]. [c.87]

На базе силовых Ки, Кс, 1с), энергетических (G , J ) и деформационных (6 .) критериев разрушения разработаны способы расчета прочности элементов конструкций, сводящиеся к оценке запасов прочности, определению критических напряжений, критических или допускаемых размеров дефектов. Уравнения и критерии линейной механики разрушения, а также способы их экспериментального определения (получившие отражение в ряде разработанных отраслевых методик) [c.21]

Сложность решения указанной задачи состоит в том, что размеры зон пластических деформаций (в том числе и в местах концентрации) в лабораторных образцах и в конструкциях могут существенно превышать размеры дефектов. В этих условиях, описываемых нелинейной механикой разрушения, наиболее перспективными оказались энергетические J ) и деформационные (ek, бс) критерии разрушения, а также критические температуры хрупкости. [c.21]

В широком диапазоне номинальных напряжений и чисел циклов нагружения скорость роста трещин циклического нагружения определяется на основе энергетических и деформационных критериев разрушения. [c.25]

Гидродинамическая модель Н.А.Лаврентьева /43/ базируется на ряде упрощений, связанных с заменой реального материала несжимаемой подвижной средой и разделением всего процесса разрушения условно на несколько фаз выделение энергии в разрядной камере, мгновенная передача энергии среде и последующее ее разрушение. Такое разделение на фазы позволяет идеализировать процесс передачи энергии взрыва и определять распределение энергии в среде. По известному распределению энергии в объеме твердого тела на основании энергетического критерия разрушения для деформируемой среды можно описать вероятностные характеристики разрушения. Конечно, замена реальной среды несжимаемой подвижной средой для некоторых задач будет неприемлемой, но для многих рассматриваемых вопросов такая замена дает возможность получить простые и достаточно точные решения. [c.83]

Ответственным за разрушение материала (вторая фаза) является ударный сдвиг, возникающий за счет различия начальных массовых скоростей в объеме образца /50/. В качестве критерия разрушения используется энергетический критерий, выраженный через критическую скорость /45,51,52/ [c.86]

КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ И КИНЕТИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ТИПА [c.77]

Следующим этапом в развитии энергетических критериев разрушения явилось условие постоянства предельной величины внутренней энергии [94] [c.78]

СИЛОВЫЕ, ДЕФОРМАЦИОННЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ [c.135]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ [c.135]

Анализ напряжений при наличии трещины в канале ствола. Анализ плоской деформации цилиндров (рис. 25) при наличии радиальных трещин, проведенный Бови (1953 г.), показал удовлетворительное приближение к условиям работы ствола при наличии в нем трещин. Такой анализ полезен не только тем, что дает возможность понять механизм явления, но также и тем, что позволяет получить информацию об упругих напряжениях, необходимую в случае применения критериев разрушения энергетического типа, например критерия критического давления (Бьюкс, [c.309]

Таким образом, соблюдение условия (7) в какой-либо точке контура трещины означает наступление предельного состояния равнове- сия. Параметр /С в механике разрушения играет доминирующую роль, он определяет вязкость разрушения материала при достижении критической интенсивности напряжений Ирвин показал эквивалент ность силового критерия разрушения энергетическому критерию Гриффитса. Энергетический подход Гриффитса позволяет отвлечься от детального анализа механизма разрыва межатомных связей в конце трещины и записать феноменологическое соотношение между вне.шними и внутренними параметрами в критический момент (при этом составляется баланс энергий энергии, необходимой для разрушения, и имеющейся потенциальной энергии деформации, которая может быть израсходована на разрушение). Критический момент в соответствии с теорией Гриффитса наступает тогда, когда интенсивность освободившейся энергии G достигнет критического значения [c.31]

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Дпя некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости 5 — критическое раскрытие трещины и — критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 5 основан на раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного Jj,-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упругопластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу [R ]. сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др. [c.81]

Если воспользоваться [302, 303] локальным энергетическим критерием разрушения и гипотезой Орова-на — Ирвина о квазихрупком разрушении, то можно получить упомянутое ранее уравнение (28.8), из которого вытекает докритическая диаграмма разрушения р = рЦ). Пример такого расчета был приведен в предыдущем параграфе (аналогичный вид имеет уравнение в работах [439, 441], которое одновременна распространяется и на случай вязкоупругих тел). [c.246]

Энергетический критерий разрушения, основанный на балан-се энергий около вершины трещины [c.483]

Энергетический критерий разрушения для дисковпдной трещины с пластической зоной перед ее кромкой [c.483]

Морозов Е. М. О соответствии между энергетическим критерием разрушения и математическим моделированием явлений деформаций в конце разрепов-трещпн,- ПММ, 1970, т. 34, № 4, с. 768—776. [c.490]

Проведенный анализ справедлив и для энергетического критерия разрушения. Компоненты матрицы взаимодействия [i ] вычисляются так же, как и ранее, а предельная поверхность (рис. 20) описывается уравнением (24) при следующих пределах прочцости материала [c.101]

Оказывается, что построение грубой модели, учитывающей такие процессы, вероятно, не определяет их относительной значимости и, следовательно, не позволяет концентрировать наше внимание на основных эффектах. По-видимому, более плодотворным способом нахождения правой части неравенства (26) будет проведение независимых экспериментов при систематической вариации объемного содержания волокон, прочности адгезии и геометрии слоя. После определения чувствительностй характеристик разрушения к изменению этих параметров правую часть (26) можно в принципе представить суммой соответствующих членов. Другой вариант критерия разрушения в виде энергетического баланса, который охватывает эти проблемы, представлен в следующем разделе. [c.226]

Следовательно, для исследованного однонаправленного композита совершенно четко установлено существование характерного объема Гц. Опубликованные экспериментальные данные также подтверждают существование характерного объема для однородных изотропных материалов, а также для композитов слоистой структуры. В отличие от энергетического подхода этот критерий разрушения представляет собой необходимое и достаточное условие. Основное различие между этими подходами заключается в способах подтверждения. При подтверждении критерия разрушения на основе баланса энергии требуются независимые измерения механической затраченной энергии и физической диссипации (у), в то время как для подтверждения критерия, основанного на концепции критического объема, необходимы только механические испытания. [c.262]

Основными направлениями экспериментальных и теоретических разработок в области прочности материалов и конструкций, выполненных в исследовательских центрах и заводских лабораториях, являются линейная и нелинейная механика разрушения де-формациогн1ые и энергетические критерии разрушения модели деформируемых сред с учетом сосредоточенного и рассредоточенного повреждения процессы длительного циклического деформирования и разрушения сопротивление деформациям и разрушению - при программном изотермическом и неизотермическом нагружениях микромеханика процессов статического и циклического разрушений. [c.18]

Другим важным вопросом обеспечения прочности и ресурса атомных реакторов, не получавшим отражения в традиционных расчетах энергетических установок по уравнениям (2.1) —(2.3), являлся анализ сопротивления деформациям и разрушению при циклическом нагружении [2,5-7,16]. Как следует из данных гл. 1, в процессе эксплуатации атомных реакторов число циклов нагружения на основных режимах изменяется в достаточно широких пределах - от (2- 5) 10 при гидроиспытаниях до (1 2) Ю при программных изменениях мощности и до 10 —10 с учетом вибро-нагруженности. Систематические исследования прочности в этом диапазоне числа циклов были начаты применительно к энергетическим установкам в середине 50-х годов, а в середине 60-х годов были сформулированы основные (преимущественно деформационные) критерии разрушения и свойства диаграмм циклического деформирования [17,18 и др.]. По опытным данным, полученным на лабораторных образцах, было показано, что при числе циклов до 10 циклические пластические деформации оказываются сопоставимыми (в диапазоне числа циклов 10 —10 ) или существенно большими (в диапазоне числа циклов 10 -5 10 ), чем циклические упругие деформации. При этом в зависимости от типа металлов и условий нагружения (с заданными амплитудами деформаций или напряжений) пластические деформации по мере увеличения числа циклов могут возрастать (циклически разупрочняющиеся металлы), уменьшаться (циклически упрочняющиеся металлы) или оставаться постоянными (циклически стабильные металлы). Указанные особенности поведения металлов при циклическом упругопластическом деформировании обусловливают нестационар-ность местных напряжений и деформащ1Й в зонах концентрации при стационарных режимах внешних нагрузок. Для малоцикловой области уравнения кривых усталости и сами кривые усталости при числах циклов 10 —Ю представлялись не в амплитудах напряжений (как для обычной многоцикловой усталости при числах циклов 10 —10 ), а в амплитудах упругопластических деформаций. [c.40]

Экспериментально полученная информация о иагруженности элементов энергетических установок (как показано на рис. 3.8—3.12) позволяет оценить характеристики циклов напряжений (приведенных или местных), амплитуды условных упругих напряжений и коэффициент асимметрии напряжений. Эти параметры циклов напряжений входят в качестве исходных в упомянутые выше расчетные зависимости для определения прочности и ресурса. Эти зависимости могут быть представлены в форме уравнений типа (2.2), (2.3), (2.5) и (2.6) гл. 2 или в расчетных зависимостях 2 и 3 гл. И. На базе деформационных критериев разрушения — малоциклового и длительного статического, указанных в гл. 2 и 11, применительно к элементам паровых стационарных турбин допускаемое число циклов N за расчетный срок службы по заданным в эксплуатации амплитудам напряжений at производится по формуле [13] [c.71]

Эти уравнения входят как существенный составной элемент в условия накопления повреждений, формулируемых на базе силовых, энергетических и деформационных критериев разрушения. При этом, как указывалось ранее, преимущественное значение при расчетах прочности и долговечности имеют деформационные критерии разрушения, позволяющие наиболее полно учесть кинетику деформаций в зонах максимальной нагруженно-сти и изменение во времени характеристик пластичности. Деформационные критерии разрушения применимы для двух основных стадий повреждения — образования макротрещин и их развития до достижения неустойчивого критического состояния. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...