Напряжения разрушающие - Зависимость от длины трещины

Рис. 10. Схематическая диаграмма, изображающая изменение разрушающего напряжения а в зависимости от длины с наибольшей трещины, существующей в теле.

Проведенные экспериментальные исследования [4.7], в ходе которых рассматривали различные длины трещин, замеряли разрушающее напряжение ас, а затем по формуле (4.10) определяли значение коэффициента интенсивности напряжений Ж с, показали, что величина этого коэффициента не зависит от длины трещины. На основании этого можно сделать вывод, состоящий в том, что если для материала найдено значение величины <зс, то при любой длине трещины, согласно зависимости (4.10), можно получить напряжение Ос [c.79]

Рис. 10.25. Эффективная роль накладок из композиционных материалов для восстановления работоспособности конструкций с трещинами а — зависимость разрушающих напряжений от длины трещины б — зависимость длины усталостной трещины от числа циклов нагрузки

Рис. 3.4.2. Зависимость разрушающих напряжений от длины трещины 2-ас=ав/а 2-ар=Ов/п=<уУп

Рис. 7.15. Зависимости разрушающих напряжений по нетто- (а") и брутто-(а ) сечению от длины трещины для сплавов Д1 (а) Д16 (б) АК4-1 в) и

Зависимость номинальных разрушающих напряжений от длины трещины в пересчете для бесконечной пластины (рис. 8.13) показывает хорошее соответствие экспериментальных данных и результатов расчетов по предложенной двухпараметрической модели разрушения ВКМ. Штриховой линией нанесена кривая остаточной прочности, соответствующая уравнению (8.14). Из рисунка следует, что использование данного критерия позволяет определять предельные нагрузки и в случае относительно коротких трещин, когда применение традиционных подходов ЛМР затруднительно. [c.248]

Подставив аналитическое решение для раскрытия (2.4.10) в критериальное условие (2.4.9), получаем зависимость разрушающего напряжения от длины трещины [c.135]

Как и следовало ожидать, радиус цилиндра и толщина его стенки оказывают влияние на зависимость разрушающего напряжения от длины трещины. Это в уравнении (15) учтено [c.163]

Измеряя площадь несквозной усталостной трещины, строят кривые зависимости разрушающего напряжения в сечении нетто от длины или площади несквозной трещины (рис. 18.17). Описанные испытания производят при комнатной, а также при высоких и низких температурах. Способность к торможению разрушения обычно при повышении температуры испытания растет. Следует при этом подчеркнуть, что испытания при разных температурах целесообразно проводить, если эти температуры входят в условия эксплуатации изделий из данного материала. Результаты, полученные при испытаниях при разных температурах, по-видимому, нельзя считать мерой склонности материала к хрупкому разрушению вообще. [c.133]

Полученные данные позволили вычислить критический коэффициент интенсивности напряжений в зависимости от содержания водорода в металле, так как были известны форма образцов, напряженное состояние, схема нагружения, критическая длина трещины в момент разрушения и сами разрушающие напряжения. [c.472]

Для применения приведенной выше зависимости необходимы три условия. Во-первых, величина энергии разрушения, измеренная на образцах с относительно большими трещинами, должна предполагаться пригодной для существенно меньших трещин, которые вызывают разрушение. Как будет показано, вычисленная длина трещины обычно значительно больше микроструктурного размера материала, от которого зависит его энергия разрушения, т. е. это условие обычно удовлетворяется. Во-вторых, величина использованного модуля упругости должна представлять собой характеристику материала при разрушающем напряжении. Другими словами, должно быть учтено любое изменение измеренного модуля, например изменение вследствие образования трещин перед разрушением. В-третьих, должны быть сделаны допущения о геометрии и расположении трещины для того, чтобы определить величину безразмерной постоянной А. Для полукруглых поверхностных и внутренних круглых трещин пригодна величина А — = К хотя это и произвольный выбор [58]. Таким образом, вычисленный размер трещины является лишь оценкой однако в сравнительном плане этот размер можно использовать для определения влияния частиц на размер трещины, вызывающей начало-разрушения композитного материала. [c.35]

Выпускают пленку в виде рукава или полотна размерами длина — не менее 20 000 мм (марки С), 4000 мм (марки Э), 5000 мм (остальные марки) ширина — не менее 700 мм (марки В), 1200 мм (марки Ф, Г, Б,— 1, К) толщина марки В, М-40 — 0,23 м 0,25 мм (марки М-50) 0,3 (марки Э) 0,15 (марки С, В) и 0,13 (марки М-40). Основные технические требования к пленке такие разрушающее напряжение при растяжении вдоль от 11,8 до 14,7 МПа (в зависимости от марки), поперек —от 9,8 до 12,8 МПа относительное удлинение при разрыве —от 140 до 210% влагопроницаемость за сутки от 1,1 до 1,5 мг/см (для марки Э не определяется) морозостойкость— отсутствие трещин при изгибе образца на 180 при температуре —25 С температура хрупкости —30 °С для марок В, С, —25 °С для марки М-40, —40° для марки М-50, —50° — для марки Э. [c.27]

Рис. 7.18. Зависимости разрушающих напряжений от относительной длины трещины и диаметра образцов для сплавов Д1 (а, в, д) и Д16 (б, г, е). а,б - серия ОЦР-90 (1), ОЦР-70 (2), ОЦР-35 (3), ОЦР-17 (4У, в 6/0 = 0,75...0,78 (7), 0,65...0,70 (2), 0,47...0,55 (3), 0,38...0,45 (4) г - б/ О = 0,87...0,88 (1), 0,77...0,79 (2), 0,56...0,62 (3), 0,48...0,52 (4) о - о/ 0 = 0,75...0,78 (7), 0,65...0,70 (2), 0,47...0,55 (3), 0,38...0,45 (4), 0,28...0,32 (5) е о / О = 0,87...0,88 (7), 0,77...0,79 (2), 0,66...0,67 (3), 0,56...0,62 (4), 0,48...0,52 (5).

Нагружение осевой сжимающей силой оболочек без концентраторов напряжений осуществляли ступенями АР = 0,1 МН вплоть до момента разрушения, которое для всех рассмотренных схем армирования и условий испытания носило катастрофический характер и происходило хлопком с образованием в рабочей части кольцевой наклонной трещины. При осмотре разрушенных оболочек не было обнаружено явных признаков волнообразования от потери устойчивости, что, по-видимому, связано с чрезвычайной хрупкостью углепластика.. Из табл. 7.11, где представлены результаты испытаний оболочек (значения разрушающих нагрузок и соответственно им напряжения а ), следует, что при одинаковой длине оболочек нагрев до Т = 443 К снижает их несущую способность по сравнению с нормальными условиями (Т = 293 К) и умеренным нагревом (Т = 373 К) в зависимости от варианта в среднем в 1,4-1,8 раза. Следует указать на повышенный разброс полученных [c.296]

Данные, которые легли в основу построения кривых, приведенных на рис. 4, согласуются с результатами расчетов по уравнению (15). На основании результатов первого натурного испытания (труба RR1 с пазом длиной 222 мм) по уравнению (15) определен уровень вязкости Ксг = 994 кгс мм /% и для всех значений длины трещины установлена зависимость разрушающего напряжения от критической длины трещины (сплошная кривая, рис. 4). Она совпадает с результатами испытания труб серии RR (все [c.161]

Исследованием чугунных деталей на различных стадиях разрушения, в том числе при изломах после полного разрушения, установлено наличие разрушающих трещин и их продвижение в процессе разрушения. Для оценки склонности чугунов к нестабильному, в частности хрупкому разрушению, используют параметр (трещиностойкость, вязкость разрущения) - предельное значение критического коэффициента интенсивности напряжений К . Сопротивляемость материалов распространению усталостной трещины обычно оценивают по экспериментальным диаграммам, представляющим собой зависимость длины трещины I от количества циклов N при различных амплитудах напряжения цикла. Между скоростью роста трещины (Ш(1М и отклонением коэффициента интенсивности напряжений АК = существует [c.442]

Зарождение разрушения сколом связано с образованием в материале внутренних или наружных дефектов типа трещин, если таковых не имеется в готовом виде. Связь между длиной дефекта и разрушающим напряжением устанавливается соотношением Гриффитса (5.1). Размер дефекта — трещины, предшествующей сколу — зависит от температуры. Температурную зависимость размера с таких трещин, как показывают измерения, выполненные в работе [3801, можно представить в виде [c.192]

Условие Гриффитса может быть выведено из уравнений теории упругости, а также и из энергетической теории (Паркер, 1964 г.). Таким образом, критерий разрушения, основанный на критическом напряжении, является правильным, как и критерий, основанный на балансе энергии. Установленный таким образом критерий интенсивности напряжений Ксг пропорционален возникающему разрушающему напряжению. Зависимость длины критической трещины от разрушающего напряжения имеет вид [c.154]

В этих случаях для рассмотрения зависимости длины критической трещины от разрушающего напряжения следует использовать уровень вязкости материала при самой низкой ожидаемой эксплуатационной температуре. [c.189]

Рис. 7.16. Зависимости разрушающих напряжений от длины трещины по нетто- (1, 2) и брутто- (3, 4) сечению. а — сплав Д1 (серия ОЦР-70) 6 — Д16 (ОЦР-70) в — АКб (ОЦР-90) г — В95пч (ОЦР-15), 1,3 - а, 2,4 -

Рис. 7.26. Зависимости разрушающих напряжений от длины трещины. а — сплав Д1 (серия ОЦР-70) б — В95пч (серия ОЦР-60) точки — экспериментальные данные кривые — расчетные.

Зависимость, выраженная уравнением (15), позволяет вычислять Ксг на основании данных испытания в свою очередь, кривая зависимости критической длины трещины от разрушающего напряжения может быть определена при Ксг = onst. В настоящее время нет ни одного лабораторного метода, которым можно обоснованно определить уровень Ксг Для низкопрочных пластичных конструкционных сталей. Проблема состоит в том, что для определения значения Кс, при лабораторном испытании на растяжение необходимо иметь, как полагают, очень широкий образец [c.160]

Второе экспериментальное подтверждение формулы для определения критической длины трещины получено при испытаниях, проведенных Гетцем и др. (1963 г.) на сосудах под давлением диаметром 152 мм из алюминиевого сплава 2014-Т6. Толщина стенки образцов 1,5 мм. В этих испытаниях использовали плоские пластины с надрезом и цилиндрические сосуды. В цилиндрических сосудах со сквозными трещинами создавали давление до разрушения. Значения Ксг подсчитывали при испытании на растяжение плоских пластин (для определения вязкости разрушения использовали образцы с центральным надрезом). По результатам испытаний цилиндрических сосудов построена кривая зависимости разрушающего напряжения от длины трещины с применением уравнения (15) при Ксг = onst. На рис. 5 представлены результаты вычислений. Штриховая линия построена на основании результатов испытания плоской пластины, скорректированных для пластины ограниченной ширины . Сплошная линия построена по результатам испытания цилиндрических сосудов, причем темными кружочками показаны отдельные результаты испытаний цилиндрических сосудов. Как можно обнаружить, кривые, построенные на основании уравнения (15), хорошо согла-еуются с результатами отдельных испытаний цилиндрических сосудов. Уровень вязкости для этих испытаний на алюминиевых образцах составил 189 кгс/мм /. [c.163]

Хотя в реальных случаях толщину стенки трубы или сосуда высокого давления выбирают так, что не достигается ни плосконапряженное, ни плоскодеформированное состояние, полезно знать, как теоретические предельные случаи влияют на зависимость критической длины трещины от разрушающего напряжения, выраженную уравнением (15). [c.166]

Рис. 2.2. Зависимость разрушающих напряжений от длины трещины = а /а Ор = ств/п = стУпо

Величину К используют в расчетах. Зная ее, можно определить величину разрушающих напряжений в зависимости от формы и длины трещины, и, наоборот, зная рабочее напряжение в детали, можно предсказать длину трещины, по достижению которой произойдет разрушение. Значение коэффициента интенсивности напряжений в момент перехода к самопроизвольному разрушению обозначают Л с (для условий плоского напряженного состояния) или / ie (для условий плоской деформации) и называют критическим коэффициентом интенсивности напряжений. Коэффициент i i определяют на массивных образцах (рис. 25). Практически толщина образца должна удовлетворять следующему соотношению [c.31]

При помощи традиционного метода расчета по напряжениям устанавливают опасные сечения и опасную точку с расчетным напряжением Ор. Далее определяют коэффициент запаса прочности п по сГд (или сгд 2). Для этого используют ту или иную теорию прочности в зависимости от состояния детали (хрупкое или пластичное). Предположим, что в опасной точке возникла трещина. Если при данном Стр она достигнет критической длины то произойдет разрушение, т.е. такую трещину допускать нельзя. Однако в конструкции могут появляться трещины некоторой длины. При наличии трещины длиной /о номинальное разрушающее напряжение будет меньше (или даже Стод) и равно Ос (рис. 3.4.2). Запас прочности о при этом станет меньше запаса п, и если задать степень падения запаса я ( 20 %), то это может быть условием для определения допустимой длины трещины /о, а, следовательно, и запаса по пределу трещиностойкости т с помощью расчетного уравнения [c.167]

Для определения величины щ введем коэффициент снижения прочности <х=Ос/о , где сГс - критическое напряжение при наличии трещины допускаемой длины /д (см. рис. 3.4.2). При разрушающем напряжении, равном сГс, допустимая длина трещины становится критической, поэтовяу запасы прочности будут п=а, т=1. Коэффициент интенсивности напряжений К обратно пропорционален числу п п=а а), поэтому линия ОА (рис. 3.4.4) есть зависимость К от 1/я при неизменной длине трещины, в частности, при /=/д=сопв1. Отсюда следует показанный ка рис. 3.4.4 графический прием для установления коэффициента а. Очевидно, что о в/а=ас=СТвко/к- Отсюда. получаем искомый запас прочности по критическому напряжению Яд=я/а, (яд < я). (3.4.8) [c.167]

Вначале теория была проверена в экспериментах на стеклянных образцах с дефектами различной длины [4, позволивших доказать важную роль дефектов в у1меньшении прочности материалов, а также подтвердивших зависимость разрушающего напряжения от параметра У 1/длина трещины. Теория Гриффитса подтверждается также и в экспериментах с хрупкими тугоплавкими металлами [6], цинком, разрушающимся сколом по базисной плоскости и содержащим длинные трещины [7], т. е. в тех случаях, когда разрушение происходит фактически в упругой области. В этих материалах в силу особенностей их структуры не происходит существенного пластического течения перед разрушением. Типичными примерами таких материалов являются [c.99]

Как показано в предыдущих главах, условие (8.14) принципиально не может описать разрушения хрупких тел, так как для хрупких материалов в него входит еще скрытый структурный параметр — длина трещины (точнее, это соотношение будет зависеть от размеров, количества и расположения наиболее опасных трещин).tПрочность хрупких материалов в зависимости от значений этого неучитываемого скрытого параметра может изменяться на несколько порядков (например, прочность обычного силикатного стекла, как показывает опыт Р ], может изменяться на три порядка). Поэтому вследствие развития трещин разрушающие напряжения на поверхности разрушения в хрупком теле могут изменяться на несколько порядков, если начальное давление газов в зарядной камере достаточно велико от весьма больших значений в начальные моменты времени (больших, чем в статических условиях) до очень малых значений (существенно меньших, чем в статических условиях испытания) при больших временах, когда фронт разрушения приближается к границе конечной полости. Например, в случае периодической системы полубесконечных хрупких трещин (см. рис. 76) [c.457]

Для определения величины tiq введем коэффициент снижения прочности а = Gbj J i где сгс — критическое напряжение при наличии трещины допускаемой длины Iq (см. рис. 2.57). При разрушающем напряжении, равном сГс, допустимая длина трещины становится критической, поэтому запасы прочности будут п = а, т = 1. Коэффициент интенсивности напряжений К обратно пропорционален числу п п = = поэтому линия О А (рис. 2.59) есть зависимость К от 1/п при [c.157]

Величина разрушающего напряжения образца с трещиной и характер диаграммы разрушения могут существенно меняться с изменением исходной длины трещины. Поэтому более полное представление о материале может быть получено построением на одном графике зависимости напряжения инициирования движения трещины (рис. 4.13, кривая 1) от исходной длины трещины Оо тр — 0 тр и напряжения при критической длине трещины — критического напряжения (кривая 2) от критической длины трещины Остр — 4тр — так называемые сводные или полные диаграммы разрушения. Сплав Д16 в естественно состаренном состоянии обладает лучшей способностью тормозить разрушение, чем тот же сплав после искусственного старения и чем сплав марки В95. На диаграммах разрушения для сплава Д16Т напряжение инициирования и особенно критическое напряжение разрушения снижаются весьма постепенно с увеличением длины исходной трещины. На диаграммах разрушения для сплава Б95 прочность падает значительно более резко с увеличением длины исходной трещины, чем для сплава Д16Т. Инициирование или страгивание трещины, характеризуемое нижней ветвью полной диаграммы разрушения, происходит при одинаковом напряжении для данной длины трещины независимо от ширины образцов (100 и 200 мм) для каждого из трех исследованных сплавов. На величину критического напряжения — верхняя ветвь полной диаграммы разрушения (кривая 2) — ширина образца [c.196]

Рис. 18.17. Зависимость разрушающего напряжения Отр нетто от длины несквозной трещины /тр при растяжении образцов из титанового сплава ВТ14, толщиной 3 мм (Л. В. Проходцева, А. И. Хорев)

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать следующие выводы. В отличие от гладких деталей и деталей с концентраторами напряжений меньше критического (с0<аакр или аг<аткр), для которых разрушающее напряжение определяется его способностью вызвать появление усталостной трещины, в деталях с концентратором напряжений больше критического асг>й(ткр или ат>аткр) и в деталях с поверхностным наклепом разрушение определяется уровнем напряжений, способным вырастить усталостную трещину размером больше критического. Таким образом, предел выносливости поверхностно-наклепанных стальных деталей практически с любым концентратором напряжений есть максимальное переменное напряжение, приложение которого не может вырастить усталостную трещину длиной, превышающей критическую. [c.158]

А. Гриффитс для макрохрупкого имикрохруп-кого материала (стекло) вывел следующую зависимость разрушающего напряжения а от модуля нормальной упругости , величины повер.хностного натяжения у, длины предельно острой трещины с (для поверхностной трещины, а для внутренней с—ее полудлнна), ц — коэффициент Пуассона [c.13]

Теория Гриффиса дает объяснение так называемому масштабному эффекту, наблюдаемому при хрупком разрушении. Этот эффект заключается в том, что разрушающее напряжение для образцов малого размера выше, чем для больших образцов, и крупные изделия разрушаются при напряжениях значительно меньших, чем те, которые можно было бы счесть допускаемыми на основании лабораторных опытов иад образцами из того же материала. Размеры микротрещин, имеющихся внутри материала, различны, распределение их случайно и подчинено законам статистики. Более крупные трещины встречаются редко, тогда как для начала разрушения по теории Гриффиса достаточно, чтобы было очень немного трещин, длина которых превышает критическую. Вероятность нахождения таких трещин в теле значительного объема больше, чем в теле малых размеров. Эти соображения привели к развитию многочисленных статистических теорий прочности, в которых величина разрушающего напряжения и зависимость ее от размеров оцениваются при помощи теории вероятностей. [c.408]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...