Трещины начальные - Образование

График функции j х) показывает, что участки, прилегающие к вершине, хорошо защищаются катодным током, тогда как устье трещины не испытывает заметного действия анода вершины. Поскольку при появлении питтинга в начальный период образования трещины неповрежденная поверхность металла пришла в относительно катодное состояние, то стенки в устье трещины становятся относительно анодными и ускоряется коррозионное растворение металла, расширяющее устье. Зона защитного действия анода вершины (как протектора) в процессе роста трещин перемещается в глубь металла, образуя полость неизменной ширины [2]. [c.202]

К числу эксплуатационных воздействий на металл роторов и корпусов, приводящих к понижению прочности и ресурса, следует отнести воздействие рабочих сред. Применительно к роторам паровых турбин дополнительные эксплуатационные повреждения связаны с коррозией и эрозией от потоков пара. Степень этих повреждений определяется температурами, давлениями и скоростями пара. Причем более опасными такие повреждения являются на начальных стадиях образования трещин однако [c.8]

Систематические исследования закономерностей появления продукции фреттинга в изломе образцов. и деталей в результате усталостных разрушений были проведены на алюминиевых сплавах. Установлено [208, 209], что продукты фреттинга формируются в изломе при различных видах нагружения, формах трещин и размерах образцов на всех стадиях стабильного роста усталостной трещины, включая стадию образования усталостных бороздок. Следует отметить, что в припороговой области разрушения они занимают большие по площади участки излома, так что переход к стадии образования усталостных бороздок макроскопически легко фиксируется по смене цвета излома. На начальной стадии разрушения излом темный, а при подавляющей доле продуктов фреттинга практически черный и далее приобретает светлый оттенок, что указывает на резкое уменьшение доли продуктов фреттинга в изломе. На начальной стадии роста трещины в припороговой области наблюдаются в основном продукты окисления материала в виде плотных пленок. [c.176]

В случае испытаний разупрочняющегося материала, обладающего циклической анизотропией, вследствие перераспределения и накопления деформаций, начальное разрушение (образование и развитие вязкой трещины) будет происходить в направлении наименьшего стеснения деформаций (рис. 5, а), так как условия жесткого нагружения, реализующиеся в вершине надреза в указанном направлении, более выгодны для такого материала. При испытании упрочняющегося материала образование и развитие хрупкой трещины следует ожидать в направлении наибольшего стеснения пластических деформаций жесткое нагружение неблагоприятно для данного типа материала. [c.138]

Начальный процесс образования трещин является электрохимическим, а вторичный процесс — расширение трещин, которое [c.46]

Проведенная автором графоаналитическая обработка некоторых результатов опубликованных исследований, позволила представить графически (фиг. 13) зависимость необходимой и достаточной для предотвращения образования трещин начальной (перед сваркой) температуры низколегированной стали от значений ее эквивалента углерода по формуле (21) и толщины свариваемых деталей. [c.59]

Сущность этих подходов состоит в следующем. Пусть имеется идеально упругое тело с начальным разрезом. Для того чтобы этот разрез стал распространяться, увеличивая свою поверхность, требуется израсходовать энергию, равную по величине той, которую надо затратить, чтобы восстановить целостность материала перед кромкой разреза. Эту энергию можно назвать энергией разрушения. Одновременно с образованием новой поверхности, свободной от нагрузок, деформация в некотором объеме тела уменьшается. Это приводит к соответствующему выделению из тела упругой энергии. Таким образом, на основании закона сохранения энергии, в пренебрежении иными возможными потоками энергии, при развитии трещины на величину 65 соблюдается энергетическое условие вида [c.327]

II — образование на начальной стадии пластической микродеформации хрупких межзеренных трещин рост и слияние этих трещин под действием нормального напряжения, которое увеличивается в процессе деформационного упрочнения переход межзеренных трещин при достижении ими критического размера в трещины скола и полное разрушение образца. Размер фрагментов поверхности разрушения соответствует размеру зерна. [c.223]

Рис. 2.8. Схема образования начальных трещин и ступенек на поверхности материала в результате разрушения перемычек между этими трещинами при (а)-(г) разных вариантах внешнего воздействия на деталь или элемент конструкции путем совместного его растяжения и скручивания

Развитие усталостной трещины при двухосном растяжении может происходить с изменением ее начальной траектории, если расположение плоскости надреза, где стартует трещина, не соответствует направлению, в котором плотность энергии деформации будет минимальной [72]. При любой ориентировке трещины и сочетании компонентов внешних нагрузок ее рост определяется затратами энергии на деформирование материала и образование свободной поверхности в пределах области, где достигнута критическая плотность энергии деформации. Для ситуаций, когда этот критерий справедлив, независимо от ориентировки трещины ее рост описывается с единых позиций через размах коэффициента плотности энергии деформации Д5 из условия [72] [c.310]

Образование начального участка излома у отверстия под штифт было обусловлено созданием высокой напряженности диска в результате неудовлетворительной запрессовки штифта в отверстие. Именно это обусловило начальный этап развития трещины. Далее остаточные напряжения уже не оказывали влияния на рост трещины, но уровень напряжения от внешних нагрузок создавал достаточную напряженность диска, чтобы трещина могла развиваться. [c.529]

Подробный анализ излома на электронном микроскопе показал следующее. От шпоночной канавки первоначально произошел статический надрыв материала с образованием зоны в форме "языка" в обе стороны от канавки. От одной из таких зон произошло зарождение и последующее распространение усталостной трещины по направлению действия скручивающего момента на валик. Усталостная трещина начала развиваться не от всей зоны первоначального статического разрушения с одной стороны канавки под шпонку, а от ее угла, выходящего на поверхность валика (см. схему на рис. 13.28). Это указывает на то, что нагрузки, которые привели к образованию начальных зон статического надрыва материала по дну канавки, были ориентированы иначе, чем эксплуатацион- [c.702]

С другой стороны, если диссипативная правая часть неравенства представлена многопараметрической функцией, ее значение предположительно меняется в зависимости от кинематики образования дА. Если правая часть неравенства зависит от того, распространяется ли трещина путем раскрытия, путем сдвига или в направлении, не совпадающем с плоскостью сдвига, то для баланса энергии больше не требуется, чтобы затраченная энергия была постоянна. Для анизотропных композитов это дополнительное усложнение наблюдается в экспериментах соответственно схеме, приведенной на рис. 10, трещины с различными начальными ориентациями, очевидно, будут распространяться по различным траекториям. [c.228]

В поверхностно-упрочненном материале при усталостном разрушении на воздухе часто наблюдается образование подповерхностных очагов. При испытании упрочненных материалов в коррозионной среде в общем случае не наблюдается снижения долговечности по отношению к сухой усталости. Объясняют это тем, что в начальный момент разрушения, когда фактор среды сказывается наиболее сильно, параллельно идут два процесса зарождение и рост трещин при чисто усталостном механизме с образованием подповерхностного очага и зарождение на поверхности трещин коррозионного происхождения [76]. Совместное участие среды и механического фактора наблюдается лишь после соединения этих трещин, т. е. в такой стадии повреждения материала, когда основное влияние на развитие трещины оказывает механический фактор. [c.131]

По дайной методике исследовано влияние начальных условий образования трещины на пороги К1 при симметричном изменении поминальных паиряжеиий, контролируемых максимальным значением КИИ в момент достин(ения трещиной заданной длины для ра.зличных высокопрочных сплавов. В исследованном диапазоне мача. 1ьных значений Ки= 1 -4 Кщ зависимость А / от Ки близка к линейной и может быть представлена в виде [c.298]

Рассмотрено такяю влияние начальных условий образования трещины на пороговые значения КИН при разных характеристиках цикла. На рис. 3, а приведены зависимости Кга ы от K aa-xa для титанового сплава ВТ6, когда значения R при получении трещины / [, и определении пороговых значений (Rt) совпадают. Данные зависимости вполне удовлетворительно описываются уравнением (1), при этом коэффициент чувствительности а увеличивается с ростом R. На рис. 3, б представлены зависимости К ап от Й тахн при постоянных условиях получения трещины Rh = —1, когда варьируется только Rt. В этом случае с ростом Rt пороговые значения /Гщахю растут, а коэффициент чувствительности а несколько уменьшается (табл. 2). [c.300]

Обнаружено существенное влияние предыстории получения трещины на особенности ее далыюйшего поведения и характеристики циклической трещиностопкости. Установлена зависимость пороговых значений коэффициентов интенсивности напряжений от начальных условий образования трещины. [c.302]

Некоторые общие положения. Основным понятием механики хрупкого разрушения является трещина, начальное образование которой не рассматривается. Изучается лишь вопрос равновесия и распространения, трещины от тонкой начальной. Принципиаль- [c.574]

Рис. 71. Усталостный излом (а) и схема развития трещины усталости (б) 1 — очаг разрушения 2 — зона стабильного развития трещины 5 — долома 4 — усталостные бороздки 5 — начальная етадия образования трещины 6 — магн-втральвая трещина

Пластическое течение с образованием ряби, наблюдаемое на гладких образцах Кула и де Систо в 1966 г., наглядно свидетельствует о быстро развивающейся пластической неустойчивости, за которой следует остановка трещины, и служит количественным критерием для определения возникновения начальной неустойчивости. Образование ряби объясняется влиянием таких факторов, как механическое упрочнение, скорость деформации, тепловое размягчение материала и жесткость испытательной системы. Обозначив соответствующим образом критерий остановки трещины н учтя динамические характеристики, можно было бы в известной степени довести аналитический метод Кула — де Систо до состояния, в котором бы он обеспечивал расчет остановки трещин. [c.20]

Начальная стадия образования трещин аналогична началу образования язвы при сквозной коррозии, когда центры будущих разрушений появляются в зонах с поврежденным окнсным слоем, и сходна с процессом выпадения зерен зоны, обедненные хромом, становятся недостаточно пассивными и создают условия для возникновения дефектов в защитном слое. [c.49]

Аналитические решения такого рода уравнений получены для задач в идеализированной постановке (плоскость с полу-бесконечной или конечной трещиной, пространство с дисковидной трещиной и т. д.) при воздействии гармонических и ударных нагрузок (достаточно полный их обзор дан в работах [148, 177, 178, 199, 220, 271]. Однако эти решения дают представления о реальном поведении конструкции конечных размеров только в начальный период времени (до прихода в вершину трещины волн напряжений, отраженных от границ тела). Кроме того, они не учитывают разнородности материала конструкции по механическим свойствам, изменения граничных условий по-берегам трещины в процессе ее продвижения траектория трещины считается прямолинейной, а удельная эффективная энергия, затрачиваемая на образование новых поверхностей yf, принимается постоянной и не зависящей от скорости деформирования. Очевидно, что с помощью методов, имеющих указанные ограничения, навряд ли можно дать надежные оценки работоспособности элементов конструкций сложной формы и характера нагружения. Поэтому широкое распространение получили численные методы расчета динамических параметров механики разрушения [177, 178]. [c.241]

Гриффитс предполагал, что величина бГ есть поверхностная энергия твердого тела, имеющая ту же физическую природу, что и для жидкости. Однако впоследствии выяснилось, что затраты энергии при создании новых поверхностей при развитии трещины связаны главным образом с работой пластической деформации объемов материала, расположенных перед фронтом трещины. Если линейные размеры этих объемов малы сравнительно с длиной трещины, то поток упругой энергии по-прежнему можно вычислить, сообразуясь только с упругим решением, а затрату энергии на разрушение относить теперь к работе пластической деформации. В этом состоит концепция квазихрупкого разрушения, изложенная в [231]. Эта концепция позволила перейти от идеального материала в схеме Гриффитса к реальным материалам. Эффективность этой концепции состоит в том, что разрушение реальных конструкций практически всегда происходит по квазихрупкому механизму — макрохрупкий излом содержит значительные остаточные деформации вблизи поверхности разрушения. Таким образом, оказалось возможным распространить теорию разрушения Гриффитса на решение инженерных проблем. Энергия Г обеспечивает существование твердого тела как единого целого, а при образовании новых поверхностей (из начального разреза) принято считать, что энергия Г имеет поверхностную природу и поэтому может быть выражена соотношением [c.328]

Возникновение дефектов в изделиях в ходе технологического процесса. Как было сказано выше значительные силовые, тепловые, химические и иные воздействия на заготовку или материалы, которые сопровождают любой технологический процесс, создают объективные условия для возникновения в изделиях нежелательных явлений, таких как образование пор и раковин, изменение начальных свойств материалов, наследование исходных погрешностей изготовления. Согласно ГОСТ 17102—71- дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требова-ниям, установленным нормативной документацией. Поэтому к дефектам относятся как отклонения свойств и состояния материалов (трещины, раковины, включения, структурные изменения, дислокации), так и нарушени51 заданной точности формы и размеров. Однако дефекты формы и размеров обработанных изделий рассматривают обычно отдельно, как погрешность обработки, а к дефектам относят нарушения установленных требований к г атериалу и поверхностным слоям. [c.467]

Необратимое ухудшение качества изоляции лишь при длительном воздействии повышенной температуры вследствие медленно протекающих химических процессов называется тепловым старением изоляции. Старение может проявляться, например, у лаковых пленок и целлюлозных материалов в виде повышения твердости и хрупкости, образования трещин и т. п. Дл япроверкн стойкости электроизоляционных материалов к тепловому старению образцы этих материалов длительно выдерживают при сравнительно невысокой температуре, не вызывающей немедленного разрушения материала, а затем их свойства сравнивают со свойствами исходного материала. При прочих равных условиях скорость теплового старения органических и элементоорганических полимеров значительно возрастает с повышением температуры, подчиняясь общим закономерностям температурного изменения скорости химических реакций (теория Аррениуса—Эйринга). Продолжительность старения т (считая, например, от момента начала снижения механической прочности до момента получения заданной доли ее начального значения) связана с температурой старения Т следующей зависимостью [c.81]

При более высоких давлениях кислорода 10" , 1 мм рт. ст. на поверхности (Мо, W)53iз оксид ЗЮ2 образуется в большем количестве, формируя защитную пленку, и в начальный период окисления наблюдается увеличение массы образца. При циклических медленных охлаждениях и нагревах в покрытии возникают трещины. В трещинах из-за пониженного давления кислорода происходит образование и испарение монооксида ЗЮ, а также оксидов молибдена и вольфрама. Оксиды молибдена и вольфрама, образующиеся в процессе нагрева и охлаждения, приводят к расклиниванию трещин и росту их в глубь покрытия. Монооксид ЗЮ, а также оксиды молибдена и вольфрама, образующиеся и испаряющиеся при высокой температуре, приводят к увеличению поперечного размера трещин. В результате этих процессов окисление образцов сплава сопровождается убылью их массы. [c.201]

Морфологические особенности излома формируются при вязком внутризеренном разрушении как результат пластической деформации, развивающейся в зоне разрушения непосредственно В процессе образования неснлошности. Увеличение интенсивности пластической деформации и расширение объемов, где она протекает, увеличивает затраты энергии на распространение трещины. Страгивание трещины от неснлошности материала при внешнем воздействии будет зависеть не только от условий нагружения, но и от степени стеснения пластической деформации в вершине неснлошности. Исследования разрушения образцов из стали с пределом прочности 430-570 МПа при различных параметрах надреза круглого образца показали [36], что по мере изменения жесткости напряженного состояния меняется соотношение между размерами ямок на начальном этапе развития страгиваемой трещины. Испытаны на растяжение круглые образцы с разным диаметром (< s)min в минимальном сбчении и радиусом надреза р в этом сечении. В случае острого надреза 0,2 мм начальное разрушение имело место у надреза, а с мягким радиусом более 1 мм разрушение начиналось в центральном сечении образца. При указанном остром надрезе ширина ямок 20-40 мкм у надреза и далее — 40-80 мкм, тогда как у мягкого радиуса ширина ямок составила 10-20 мкм. Жест- [c.89]

Рис. 3.19. Схемы (а) возникновения ротаций и (6) образования цилиндрических частиц в перемычках между мезотуннелями вид с поверхности концентратора напряжений образца из алюминиевого сплава Д16Т (в) начала ротационной деформации и (г) начального образования цилиндрической частицы в перемычках между мезотуннелями после развития усталостной трещины при растяжении образца

При увеличении уровня напряжения в каждом последующем цикле нагружения по сравнению с предыдущим циклом процесс формирования усталостных бороздок сопровождается образованием "зоны вытягивания" материала, чему подробное внимание было уделено в главе 3. На начальном этапе возрастания нагрузки в пределах интервала точка 1-точка 2 (см. рис. 3.35) происходит возрастание упругого раскрытия усталостной трещины. При дальнейшем росте нагрузки в цикле (точка 2-точка 3) вследствие пластической деформации происходит вытяжка материала у вершины трещины и ее затупление. При превышении критического коэффициента интенсивности напряжения произойдет статический надрыв материала у вершины трещины и увеличение ее длины осуществится за счет статического проскальзывания. Если величина критического коэффициента интенсивности напряжения не достигнута и напряжение цикла уменьшается (от точки 3 до точки 4), то происходит формирование усталостной бороздки по традиционному механизму ротационной неустойчивости материала. При этом трещина может продолжить дальнейшее продвижение от вершин каскада мезотуннелей затупленной вершины, что будет влиять на размер "зоны вытягивания", наблюдаемой на поверхности излома и на разброс результатов измерений ее размера. [c.442]

В диске последовательно и параллельно развивалось несколько трещин но межпазовым выступам с обеих сторон обода. Трещины зарождались от поверхности, образованной выкружкой донышка паза под лопатку со стороны рстрого угла в месте перехода допышка в боковую поверхность выступа. Начальное распространение трещин [c.518]

Добавление скручивающего момента к циклическому растяжению приводит к устойчивому изменению ориентировки фронта трещины. На начальном этапе трещина зарождается по всей длине надреза. Далее наблюдается разворот фронта трещины, и она имеет преимущественно уголковую форму фронта. Активное формирование скосов от пластической деформации сопровождается образованием продуктов контактного взаимодействия черного цвета. Продукты черного цвета являются следствием образования слоя графита за счет пиролиза углеводородных соединений из окружающей среды в зону сильного разогрева металла из-за контактного взаимодействия. Продукты контактного взаимодействия декорируют четко выявляемые усталостные бороздки. В слое графитоподобного вещества находятся продукты контактного взаимодействия. Они представляют собой частицы сферической и эллипсоидной формы. Эти частицы наблюдаются при развитии трещины в условиях [c.652]

Важность исследования импульсных напряжений в конструкциях из композиционных материалов может быть проиллюстрирована на примере лопатки компрессора реактивного двигателя [61]. Лопатки рассчитывают с учетом восприятия центробежных и вибрационных нагрузок. Кроме того они должны быть рассчитаны на случай соударения с посторонними объектами, такими как птицы, град, камни, гайки и болты. Скорость соударяющегося тела относительно лопатки может составлять около 450 м/с. Импульсное воздействие малого тела продолжается очень недолго (<С50 мкс) и вызывает в начальный момент сосредоточение энергии удара в малой области лопатки. При этом удар может вызвать не только образование местного кратера или трещины, но и сопровождается повреждениями вдали от места контакта, вызываемыми отражением волн напряжений от границ и эффектом фокусировки из-за изменения геометрии лопатки. Обеспечение прочности лопатки при соударении с внешними объектами требует специальных конструктивных решений, таких как введение в материал высокопрочной сетки и установка на ведущую кромку противоударного протектора. [c.265]

Начальная зона изломов однократного разрушения образцов с надрезом или с заранее созданной усталостной трещиной (для определения К с, ту) [И7, 121] имеет строение, отличное от остальной поверхности излома. На ее поверхности часто наблюдаются волнообразный рельеф или вытянутые ямки, напоминающие ямки при внецентрениом растяжении. Наиболее четко волнообразный рельеф в переходной зоне выражен у алюминиевых сплавов (рис. 3). Эта зона образуется под действием касательных напряжений при расщеплении по плоскостям скольжения, подготовленным предшествующей деформацией [134], а размер зоны соответствует области локальной деформации в вершине трещины, образующейся при нагружении перед страгиванием трещины [119]. Размер зоны увеличивается с увеличением вязкости разрушения и хорошо коррелирует с величиной раскрытия трещины [89, 119]. В связи с последним наблюдением было бы правильнее называть эту зону зоной пластического прироста трещины. Размер этой зоны зависит от условий образования предварительной усталостной трещины увеличение числа циклов с 1 400 до 463 000 для образования трещины определенной длины в сплаве Д1 при определении Ки привело к уменьшению ширины зоны с 12 до 8 мкм, [c.13]

Правка детали в малопластичном состоянии материала может привести к образованию надрывов, которые при наложении рабочих напряжений становятся очагами изломов. На изломах ряда аналогичных деталей из сплава Д16Т1 в очагах были обнаружены малые участки, окрашенные в зеленоватый цвет и отличающиеся по строению от остальной усталостной зоны. Исходя из различия в строении поверхности начальных участков и основной зоны изломов, окрашенности начальных участков, а также анализа технологии (термообработка, включающая искусственное старение + механическая обработка, включающая правку + анодирование), было сделано заключение, что в окончательно изготовленных деталях до их постановки на изделия имелись мелкие трещины — надрывы, возникшие в процессе правки перед анодированием. Эти надрывы привели к значительному снижению выносливости. [c.120]

В большинстве случаев даже при преимущественно внутризе-ренном распространении трещин разрушение в самой начальной стадии, как правило, проходит по границам зерен. Часто начальный участок трещины представляет собой изъязвленную поверхность коррозионного характера или образованную путем слияния нескольких первичных надрывов (рис. 132). [c.164]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...