Критерий начала распространения трещины

Критерий начала распространения трещины (называемый иногда критерием разрушения), составляющий основу механики разрушения, не следует из уравнений равновесия и движения механики сплошной среды. Он является дополнительным условием при решении вопроса о предельном равновесии тела с трещиной. Предельное состояние равновесия считается достигнутым, если трещиноподобный разрез получил возможность распространяться. При этом разрез становится трещиной. Из последнего определения видно, что трещина — это тонкий разрез (щель), который способен распространяться (увеличивая свою поверхность) в объеме тела под действием внешних воздействий ). Роль внешних воздействий играют, например, механические усилия, температурные напряжения, коррозионное и поверхностно-активное воздействие окружающей среды, а также время, в течение которого происходит изменение параметров материала. [c.326]

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]

Мы уже говорили о том, что критерий начала распространения трещины (называемый иногда критерием разрушения), составляющий основу механики разрушения, не следует из уравнений равновесия и движения механики сплошной среды и является дополнительным условием при решении вопроса о предельном равновесии тела с трещиной. Предельное состояние равновесия считается достигнутым, если трещиноподобный разрез получил возмон ность распространяться. [c.161]

Этот критерий начала распространения трещины и является условием наступления полной нестабильности, потому что число дислокаций и, следовательно, размер пластической зоны постоянны для образца постоянной толщины. С увеличением а в уравнении (277) напряжение, потребное для дальнейшего роста трещины, падает, а приложенное напряжение, по крайней мере в мягкой (с контролем по нагрузке) системе, увеличивается, так как та же нагрузка приходится на меньшую площадь. Поэтому трещина развивается с ускорением. Такое распространение трещины было классифицировано как кумулятивное , так как в этот процесс каждая дислокация вносит свой вклад до тех пор, пока не происходит разрущение [5]. Кривая нагрузка — смещение (см. рис. 54, б) макроскопически линейна вплоть до точки разрушения. [c.112]

Начало распространения трещины является критической ситуацией для материала и тем более для элемента конструкции. Она отвечает точке неустойчивости, после которой снижается рассеивание в оценках усталостной прочности по критерию зарождения усталостной трещины. Они тем более достоверны, чем больший размер трещины использован в оценке долговечности. Однако степень неопределенности в оценках ресурса ВС остается, в том числе и потому, что после достижения критической длины трещины происходит быстрое. [c.47]

Однако можно обойтись без строгого определения характера этих понятий путем использования параметра К для оценки поля напряжений около вершины трещины и увязки критического значения этого параметра Кс с неустойчивостью трещины. Вспомним, что К есть функция нагрузки и формы данного образца. Ниже показано, что при критическом значении К = Кс трещина действительно может стать неустойчивой и может начать распространяться. Во время такого распространения трещины напряжения в образце меняются, и фактически изменяется длина образца или приложенная извне нагрузка. Характер этих изменений определяется формой образца, граничными условиями (например, неподвижные зажимы при постоянной нагрузке) и скоростью распространения трещины. Для некоторых конфигураций образцов и граничных условий коэффициент интенсивности напряжений вначале растет, а затем (после возникновения условий неустойчивости) падает. Простым критерием остановки может служить тот факт, что К в конечном счете понижается до значения ниже критического Кс Кс принимается постоянным для начальной неустойчивости и для остановки). Ниже показано (с использованием энергетических концепций), что это положение не является пол- [c.18]

При феноменологическом описании зарождение трещины в матрице — это просто исходное событие, включающее все микроскопические явления, приводящие к зарождению трещины. Но чтобы сохранить при феноменологическом описании растрескивания матрицы эффекты объединения микротрещин, надо использовать подходящий критерий материала для начала данного события. Если такой критерий имеется, то, используя критерии механики разрушения, можно описать процесс распространения трещины в матрице. [c.90]

Критерий начала быстрого распространения трещины в цилиндрических сосудах давления и трубопроводах [c.95]

Испытание на выдавливание получило большое распространение и нормировано ГОСТом 10510—63 Металлы. Метод испытания листов и лент на вытяжку сферической лунки . Критерием окончания испытания является момент уменьшения усилия вытяжки в результате начала образования трещин и разрывов на поверхности лунки. [c.392]

Критерии группы II характеризуют поведение материала при распространении трещины. Это прежде всего вид излома образца, а именно доля площади, занятая волокнистым изломом отношение нагрузки в момент начала хрупкого разрущения Рк к максимальной нагрузке Ртах энергия Ец, поглощенная образцом во время перехода от Ртах до Рк- [c.186]

Самопроизвольное разрушение будет иметь место в том случае, если О достигнет значения 0 характеризующего критическое сопротивление продвижению трещины. Критерием разрушения является О > Ое- Можно С интерпретировать как энергию, которую необходимо затратить для распространения трещины на единицу поверхности раскрытия трещины в мо.мент начала ее самопроизвольного роста. Из сопоставления найденного значения и критического напряжения, определенного по формуле Гриффитса, видно, что они имеют одинаковый вид и что 0 = 2у. [c.100]

Таким образом, из экспериментальных результатов следует [64], что энергия, необходимая для распространения трещины при статическом растяжении, может быть хорошим критерием, определяющим повреждаемость металла в процессе циклического нагружения. С помощью этого критерия для малоуглеродистой стали удается достаточно четко определить линию начала образования микротрещин при циклическом нагружении, которая совпадает с линией Френча. [c.94]

А. Гриффитс положил начало теории трещин [137, 138], постулировав критерий их устойчивости (распространения) в виде [c.11]

Критерий К описывает характер изменения напряжения Оу в направлении, перпендикулярном трещине, в момент начала ее распространения в зависимости от расстояния от кончика трещины (рис. 15) в соответствии с уравнением (13) [c.16]

Определение температуры перехода в хрупкое состояние с помощью специальных образцов. В процессе испытания этих образцов были определены две температуры в зависимости от принятого критерия одна температура — начала возникновения хрупкой трещины (первая стадия разрушения), а другая — распространения хрупкой трещины (вторая стадия разрушения). [c.155]

Критерий начала распространения трещины (иногда называемый критерием разрушения), составляющий основу механики раз-рунгения, не следует из уравнений равновесия и движения механики сплошной среды. Он является дополнительным (по отношению к уравнениям теории упругости) краевым условием при решении вопроса о предельном равновесии тела с трещиной. Преде [ьное состояние равновесия считается достигнутым, еаии трещинонодобньп разрез получил возможность распространяться. При этом разрез становится трещиной. Из последнего определения видно, что трещина — это есть топкий разрез (щель), который способен распространяться (увеличивая свою поверх- [c.21]

Критерий начала распространения трещины в форме (3.3.2) записан для трещины типа I. Аналогичная запись будет и для трещин типов II и Ш. В случае, когда имеет место сложггое нагружение, при котором одновременно [c.158]

Процесс разрушения складывается из двух стадий — зарождения трещины и ее распространения, причем каждая из этих стадий подчиняется своим законам. Естественно, что среди критериев прочности одни описывают условия зарождения трещины, а другие — ус.човия их распространения. Первые из них фактически есть критерии наступления опасного состояния в точке в рассматриваемый момент. Вторые же исходят из наличия в теле трещины, то есть в них используется модель тела с трещиной, о которой шла речь в 10. Критерий начала распространения трещины (иногда называемый критерием разрушения), составляющий основу механики разрушения, является дополнительным ) краевым условием при решении вопроса о предельном равновесии тела с трещиной. Предельное состояние равновесия считается достигнутым, если трещиноподобный разрез получил возможность распространяться, и тогда разрез становится трещиной. Критерии начала распространения трещины могут быть получены как на основе энергетических соображений (см. 12), так и силовых. Исторически сложилось так, что, как мы говорили, сначала А. А. Гриффитсом в 1920 г. был предложен энергетический критерий разрушения, а силовой критерий был сформулирован лишь в 1957 г. Дж. Р. Ирвином, доказавшим к тому же их эквивалентность. [c.88]

Еще одно подтверждение описанного мик-роструктурного механизма распространени разрушения дает анализ экспериментов по старту трещины. Критерий начала разрушения, согласно идеализированной модели, заключается в следующем рост трещины следует немедленно после достижения КИН критического значения. Из [c.172]

Дональдсон [67], используя модель расслоения выпучиванием Уиткома [66], исследовал влияние вязкости материала на условия начала расслоения в слоистых композитах под действием сжатия. Уитком вывел выражения для G и G,, как функций приложенной нат>узки, длины трещины, ширины слоистого композита, осевой и изгибной жесткостей расслоенного композита и параметров, определяемых из решения методом конечных элементов по модели расслоения выпучиванием. При выводе таких выражений был применен метод смыкания трещины [60]. Параметры, использованные при решении задачи, включали виртуальное расстояние смыкания трещины Да, решения для сил и деформаций в вершине трещины при единичной нагрузке. Решения для четырех классов слоистых композитов для единичных сил и перемещений представлены Уит-комом в виде таблиц. В работе [67] аналитические выражения для G, и G,,, полученные Уитком ом, использованы в сочетании с итерационной процедурой для определения критических нагрузок, связанных с распространением трещины. Итерационная процедура включала выбор величин такой критической нагрузки, при которой искомые величины G и G,, одновременно удовлетворяли рассматриваемому критерию разрушения смешанного типа. [c.290]

Взаимопереходы между У, П, В, ВЭ и Р-состояниями зависят также от того, по какому свойству (по времени, по величине общей деформации и т. д.) оцениваются эти взаимопереходы. В зависимости от. критерия разграничения, а также от материала и условий нагружения значения отдельных состояний могут быть различными, например, доля У-состояния в общей деформации и в общем времени процесса для пластичных металлов обычно очень мала наоборот, доля У-состояния для нитевидных кристаллов оказывается значительной. Чем ближе по времени начало разрушения к полному разделению по всему сечению или чем больше скорость распространения трещины, пересекающей тело, тем меньше влияние процесса разрушения по времени и по общей деформации на суммарные характеристики. [c.253]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...