Диаграмма упругого образца с трещиной

Рис. 2.32. Диаграмма деформирования упругого образца с трещиной

II упругом состоянии используется известная зависимость J => = КЧР)/Е, где Р = V/X. Податливость X, образца с трещиной определяется из экспериментальной диаграммы Р — V. Для уточнения получаемой отсюда кривой J — V предлагается вводить известную пластическую поправку Ирвина г . Далее, с ростом нагрузки диаграмма Р —V приобретает тенденцию к горизонтальному расположению. Это отвечает случаю предельного состояния идеального жестко пластического тела. Предельная иа- [c.133]

По данным работы [360], диаграмма J—V может быть получена не экспериментально, а с помощью расчета. Для этого в упругом состоянии используется известная зависимость / = = КЧР)/Е, где Р — V/X. Податливость к образца с трещиной определяется из экспериментальной диаграммы Р V. Для уточнения получаемой отсюда кривой J — V предлагается вводить известную пластическую поправку Ирвина г . Далее, с ростом нагрузки диаграмма Р — V приобретает тенденцию к горизонтальному расположению. Это отвечает случаю предельного состояния идеального жестко пластического тела. Предельная на- [c.139]

В результате испытаний получают диаграмму нагрузка Р — смещение v (рис. 2.56). Для измерения смещения на образец устанавливают специальное приспособление из двух консольных упругих элементов с наклеенными на них тензоре-зисторами. Свободные концы консолей прижимаются к специальным ножам или выступам (впадинам) на образце, симметрично расположенным по обе стороны трещины. При раскрытии трещины происходит изменение расстояний между концами упругих элементов и, следовательно, изгиб консолей, и появляется электрический сигнал, который подается на самописец. [c.74]

Не рассматривая явным образом трещины и разрывы и описывая поведение материала с использованием ниспадающей ветви диаграммы деформирования, можно сделать вывод, что она по сути представляет собой также критическую диаграмму, поскольку является геометрическим местом критических точек для образцов с различной степенью поврежденности, получаемых в результате равновесного деформирования до той или иной степени и последующей упругой разгрузки. [c.23]

Р — раскрытие трещины v (рис. 39). Для построения таких диаграмм образец — пластину из данного материала, ослабленную трещиной,— нагружают сосредоточенными силами Р (рис. 39). В процессе нагружения для каждого значения нагрузки Р измеряют нормальное перемещение v берегов трещины на линии действия нагрузки и записывают диаграмму Р — v (рис. 40, кривая 1) Пусть в процессе такого нагружения первоначальная длина трещины увеличилась на А1 или 2А1 (см. рис. 39) и остановилась После этого образец разгружают (уменьшают нагрузку Р) и записывают кривую Р — V (рис. 40, кривая 2). При этом необходимо иметь в виду, что при испытании квазихрупких материалов (металлов) продвижение трещины сопровождается локальными пластическими деформациями, в результате чего возникают неровности на поверхности разрушения, которые препятствуют полному упругому смыканию берегов трещины после разгрузки образца. В таком случае при записи диаграммы нагрузка — раскрытие трещины каретка самописца не возвращается в исходное положение при снятии с образца нагрузки. Это характеризуется некоторым остаточным раскрытием (см. рис. 39, 0Q). Для исключения этого явления при использовании прямого способа определения величины у предлагается следующее после фиксации прироста длины трещины на М (или 2AZ) и разгрузки образца надо установить каретку самописца в исходное положение и произвести повторную нагрузку того же образца с записью кривой нагрузка — раскрытие трещины для трещины длиною I + AZ или 2 (Z + М) до момента очередного старта трещины (рис. 40, кривая 3). Заштрихованная площадь диаграмм (см. рис. 39, 40), заключенная между кривыми [c.129]

Анализ диаграмм разрушения на рис. 89 показывает, что исходный размер треш,ины существенно влияет на изменение кривых Р — т, а следовательно, и на механизм разрушения. Так, диаграммы, записанные на образцах с небольшими размерами исходных усталостных трещин, что соответствует верхней части кривой ат у — X, свидетельствует о том, что разрушению материала образца предшествовали значительные пластические деформации. В то же время диаграммы, записанные для больших длин трещин, т. е. на более пологих участках кривой — К (где длина трещины не оказывает существенного влияния на значения свидетельствуют о том, что разрушение происходит в упругой области без заметных пластических деформаций. [c.184]

Проведенные исследования позволили установить, чго по мере увеличения содержания в ППМ лиофильных добавок изменяется сам характер деформации образца, который из пластичного превращается в хрупкий. Соответственно снижаются и численные значения характеристик пластичности исследуемых материалов. Так, например, работа разрушения образца, численно соответствующая площади, ограниченной диаграммой его испытания, по мере увеличения содержания лиофильных добавок уменьшается в среднем на 30. .. 50 %. Еще более существенно (на 45. .. 60 %) уменьшается работа развития трещины в образце, которой соответствует площадь под ниспадающей ветвью диаграммы испытания образца. Установлено, что если у образцов, содержащих асбест 2 % (по массе), предел упругости составляет 60. .. 65 % от соответствующего значения предела прочности (это практически соответствует соотношению указанных величин для ППМ без лиофильных добавок), то для образцов с 4 до 6 % (по массе) асбеста их соотношение уже соответственно составляет 70. .. 75 и 80. .. 85 %. [c.160]

Механический смысл понятия предела трещиностойкости можно еще пояснить следующим образом. Пусть имеется критическая диаграмма р — I, отвечающая случаю отсутствия пластических деформаций у вершины трещины (т. е. концепция коэффициента интенсивности справедлива). Однако эта диаграмма является теоретической и не совпадает с реальной рс — I из-за развития пластической зоны у вершины трещины, причем всегда р> Рс при данной длине I, так как в силу пластической релаксации напряжений несущая способность образца надает (сравнительно со случаем идеальной упругости, когда такого падения напряжения нет). Тогда можно записать, что [c.281]

Результаты испытаний по определению характеристик механических свойств бороалюминия при растяжении вдоль волокон приведены в табл. 8.2. На ряде образцов наблюдался подрост трещины, стартовавшей из области перехода сечений, перпендикулярно продольной оси образца, расслоение вдоль волокон и основной долом происходили уже в захватной части образца. Такой характер разрушения обусловлен концентрацией касательных напряжений в области изменения сечения. Результаты испытаний таких образцов не учитывались. Разрушающие напряжения и деформации определялись по максимальной нагрузке, модуль упругости — по углу наклона диаграммы деформирования на линейном участке. Отметим, что существенный разброс значений прочности является характерной особенностью волокнистых композитов с высокой степенью армирования — поданным [1], коэффициент вариации прочности бороалюминия может достигать 21...23 % при объемном содержании волокон 54 %. [c.234]

Точка В на диаграмме (рис. 3.33) соответствует началу движения трещины. Абсцисса этой точки /с служит для определения искомого критического раскрытия трещины. За точкой В длина трещины больше начальной, следовательно, при разгрузке линия диаграммы уже не будет вертикальной. Чем больше длина трещины, тем меньший угол с осью абсцисс будет составлять линия разгрузки. Таким образом, точку В можно найти по началу изменения податливости образца при разгрузке. Изменение податливости образца, связанное с изменением длины трещины, можно рассчитать. Как известно (см. п. 2.3.12), интенсивность освобождающейся упругой энергии выражается через параметры задачи следующим образом [321 [c.238]

Абсолютные размеры тела (образца) влияют на его механические свойства. В наибольшей степени это влияние сказывается на характеристиках разрушения. Так, увеличение размеров образца при испытаниях на изгиб приводило к переходу излома от волокнистого к кристаллическому [24]. Тот же результат был получен [24] без увеличения размеров образцов путем нагружения с большим запасом упругой энергии, включением пружины последовательно с образцом. Переход к кристаллическому излому, естественно, вызывал резкое уменьшение работы излома, т. е. увеличение чувствительности к трещине и изменение формы нисходящей ветви диаграммы изгиба от плавно спадающей до имеющей срыв. [c.136]

Уменьшение пластичности материала способствует при определенном значении отрицательной температуры распространению трещин хрупкого излома от начального очага хрупкого разрушения. Чем больше сечение стенки корпуса, тем выше величина критической температуры, определяющей возможность хрупкого разрушения. Для толстостенных сосудов, работающих при больших давлениях, критическая температура может быть положительной и соответствовать рабочей. Усиление склонности к хрупкости с увеличением поперечного сечения корпуса сосуда объясняется, в первую очередь, относительно большим запасом упругой энергии в корпусе. В этом случае характеристиками, определяющими прочность, являются действующие местные Напряжения в обечайке или днище и разрушающие напряжения. Для оценки последних нельзя пользоваться результатами диаграммы растяжения, полученными при испытании стандартных образцов небольшого размера. [c.83]

Кроме рассмотренных выше силовых и деформационных характеристик сопротивляемости металла зарождению трещины в концентраторе используют также энергетические характеристики работу зарождения трещины (Дж) и энергию зарождения трещины (Дж/м ). Работу зарождения трещины Лз можно определять на образцах разнообразной формы и размеров, но эта характеристика сильно зависит от вида образца и может использоваться только для сравнительных испытаний различных металлов, зон сварных соединений при неизменном типе и размерах образца. Для этой цели часто используют призматические образцы сечением 10 X 10 мм и длиной 55 мм с односторонним надрезом глубиной 2 мм, которые испытывают на изгиб, нагружая образец силой Р и измеряя прогиб /. Схема испытаний и диаграмма представлены на рис. 3.37. Площадь ОАВ пропорциональна работе изгиба образца до появления трещины площадь АБС пропорциональна упругой энергии, накопленной в образце к началу его разрушения площадь BAD характеризует [c.120]

Вопреки распространенному мнению, испытания образцов с трещиной относительно большой длины, подобно приведенным на диаграммах разрушения, имеют прямое практическое значение. С одной стороны, кинетика развития этих трещин характеризует поведение материала в заключительной стадии разрушения, т. е. позволяет выявлять степень опасности, катастрофичность конца разрушения. С другой стороны, на основании поведения относительно малых образцов с большой трещиной можно в какой-то мере прогнозировать поведение материала в крупных реальных деталях, при большом запасе упругой энергии (например, для пневморезервуаров) и относительно малой длине трещины (см. рис. 4.10). Диаграммы разрушения в значительно меньшей мере, чем диаграммы деформации, являются постоянной характеристикой материала. Это вытекает из природы процесса разрушения, который в значительно большей степени, чем процесс пластической деформации, зависит от условий нагруже- [c.197]

Величину /-интеграла определяют, совмещая экспериментально полученные диаграммы нагрузка - перемещение точки приложения нагрузки , получаемые дня одинаковых образцов, но с трещинами разной длины I- Величина /-интеграла для упругого материала не зависит от пути интегрирования, это свойство сохраняется и для упругрпластического состояния. Величина /-интеграла характеризует энергию, необходимую для распространения трещин. В последнее время этот метод является наиболее перспективным при оценке трещиностойкости материалов средней и низкой прочности. Он с успехом используется также для изучения роста трещин в условиях периодического деформирования и при упругопластической нагрузке в средах [6,80]. [c.8]

Для установления достоверности полученных результа1 ов на образцах с различной глубиной трещины, а такнсе с целью исключения возможного влияния термической обработки были проведены эксперименты с разной относительной глубиной трещины е на одном и том же образце двух различных диаметров /) = И мм и Дк = 22 мм. Для этого после получения первоначальной кольцевой трещины 8 образец подвергали нагружению в пределах упругой деформации, записывая диаграмму Р — h. После этого первоначальная трещина закрашивалась специальной краской, используемой в красочной дефектоскопии [150]. Затем усталостным нагружением кругового изгиба (см. гл. VI) продвигали трещину на определенную глубину 83 < и снова записывали диаграмму Р — h для образца с глубиной трещины 82 и т. д. В результате такой методики удавалось записать по 2—3 диаграммы на одном образце с различной глубиной трещины. На рис. 110 изображены такие диаграммы для двух глубин трещин и 83, на которых указаны значения разрушающей нагрузки, Р2, и величины стрелы прогиба h i, h 2 соответственно. [c.204]

Вязкость разрушения. При испытаниях вязкости разрушения основного материала и сварных соединений при комнатной температуре и 77 К наблюдалось пластичное разрушение по типу отрыва без каких-либо признаков нестабильного разрушения. При проведении на диаграмме нагрузка — раскрытие трещины линии, наклон которой на 5 % меньше, чем наклон линейной части диаграммы, признаков роста трещины не обнаружено, и истинные значения критического коэффициента интенсивности напряжений Ki определить было невозможно. Оба материала настолько вязки, что просто не хватает толщины образца для того, чтобы накопленная упругая энергия могла вызвать даже незначительное увеличение роста трещины. Проведенные ранее исследования плит сплава 5083-0 и сварных соединений, выполненных с присадкой проволоки сплава 5183, [7] показали, что при испытаниях изгибом надрезанных образцов размером 203X203 мм толщины образца недостаточно для обеспечения условий плоской деформации в материале. Было установлено, что такие условия обеспечиваются на образцах толщиной 305 и шириной 610 мм. [c.114]

Нагружение до полного разрушения этих образцов ведут на любой машине для механических испытаний. При этом записывается диаграмма сила Р - смещение V . Характерные виды этих диаграмм приведены на рис. 3.3.31. Разрушение образца происходит в точке С диаграмм типов 1-111 и в точке диаграммы типа ГУ. На этих диаграммах точка С отвечает макси-ма.льную усилию точка О отражает возможный скачок трещины, что приводит к локальному максимуму на диаграмме в точке ) точка Q получается пересечением диаграммы с пятипроцентной секущей - линией ОВ из начала координат под углом а. , тангенс которого на 5 % меньше тангенса линии начального упругого нагружения ОА. После разрушения на изломе определяют длину усталостной трещины по результатам ех измерений в виде средней арифметической - одно измерение в центре и два остальных на равных расстояниях от центра и боковых поверхностей (рис 3.3.32). [c.161]

Диаграмма на рис. 16 является наиболее типичной дня развития трещин скольжения. Рассмотрим ее аналог на следующей простой модели, когда два плоских образца соединены внахлестку и растягиваются силой Р (рис. 17,л). Соответствующая диаграмма сила Р — смещение и изображена на 1ЖС. 17,5. При Ps > Р > О адгезионное соединение ведет себя как бездефектное при Р = Pg в наиболее слабом месте мгновенно образуется трещина скольжения, которая изменяет податливость соединения npi Р > Р> Pg (в этом интервале трещина скольжения не растет). При Р-Рь и в последующем процессе трещина скольжения захватьшает всю площадь сцепления образцов. Дальнейший (неустойчивый) процесс может быть реализован п ж идеально жестких захватах, к которым приложена оша Р (т.е. мы имеем возможность задавать смещение и, а силу Р замерять, какой она получится). Как только трещина захватит весь контакт, концентрация напряжений исчезнет, процесс стабилизируется и изменение силы с ростом будет связано лишь с уменьшением площади контакта (рис. 11, б). Последовательные участки диаграммы рис. 17, физически можно охарактеризовать как упругость — упрочнение — разупрочнение — течение . [c.34]

Оценка сопротивления распространению трещин по диаграммам деформации при ударном изгибе [117]. Испытания стандартных образцов проводят на маятниковых копрах с осцил-лографической записью диаграммы разрущения. Типовая осциллограмма ударного изгиба приведена на рис. 99. Площадь участка абвг дает представление о сопротивлении металла начальному разрушению и сопротивлении предшествующей разрушению упругой и пластической деформации. Площадь участка гвде характеризует способность металла оказывать сопротивление развитию уже начавшегося разрушения, т. е. работу распространения трещины. [c.195]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...