Динамическая ударная вязкость разрушения

Вязкость разрушения при плоской деформации для многих материалов также зависит от скорости нагружения. При ударном нагружении вязкость разрушения обычно называют динамической ударной вязкостью К, Для некоторых материалов, таких, например, как конструкционная сталь малой прочности, характерно непрерывное уменьшение вязкости разрушения с увеличением скорости нагружения [15] (см. рис. 15.24(a)). Хотя методы испытаний для определения значений Ки пока еще не стандартизованы, эта величина широко используется расчетчиками. Как упоминалось в гл. 8, статическая вязкость разрушения зависит от температуры. Динамическая ударная вязкость разрушения, как показано на рис. 15.24(6), также является функцией температуры возрастает с повышением температуры. [c.534]

Около 60% разрушений приходится на днище ковша и петлю днища. Эти детали в наибольшей степени подвержены динамическим нагрузкам и абразивному изнашиванию. Материал их обладает высокими механическими свойствами и высокой абразивной износостойкостью. Следовательно, на работоспособность данных деталей влияют конструктивные недостатки и условия эксплуатации. Относительная частота поломок (рис. 35, 6) резко возрастает при температуре—30°С. Между тем ряд деталей ковша (60%) разрушается при температуре выше —30°С, т. е. когда ударная вязкость данного материала равна или больше 8 кгс-м/см . [c.90]

Звено разрушается в самых разнообразных сечениях, поэтому требуется его тщательная конструктивная проработка и соответствующие стендовые исследования. Разрушение данной детали происходит по отверстиям под болты, которыми крепится звено к башмаку, или же по отверстию под палец. Эти отверстия — концентраторы напряжений, и при работе на мерзлом грунте, когда повышаются динамические нагрузки, происходит разрушение звена по слабому сечению. Основная масса разрушений данной детали наблюдается при температурах от —20 до —25°С, т. е. в том, температурном интервале, когда ударная вязкость материала детали [c.100]

Для оценки вязкости разрушения, кроме ударных испытаний образцов Шарпи, использованы четыре других метода. Два из них динамические определение температуры нулевой пластичности (ТНП) методом падающего груза и динамические испытания на разрыв. Эти методы являются развитием динамических испытаний по Шарпи они относительно дешевы и несложны в интерпретации. Определение ТНП часто оговаривается в стандартах и является [c.208]

Разрушение образовавшихся узлов схватывания металла при динамической нагрузке происходит по твердому, прочному хрому, а не по менее прочному, но вязкому металлу втулок главных шатунов, так как хром имеет значительно меньшую ударную вязкость. [c.104]

В результате физико-механических испытаний было обнаружено большое количество сегментов, имеющих повышенную твердость закаленной кромки. В свою очередь, твердость очень сильно влияет на величину ударной вязкости. Этот параметр является очень важным для материала деталей, работающих с динамическими нагрузками, так как характеризует его.-сопротивление к образованию трещин и разрушению под действием ударных нагрузок. Поэтому возникла необходимость определить, на каком именно этапе технологического процесса, закалке или отпуске, появляется этот усугубляющий фактор. [c.86]

Под вязкостью металла обычно понимают его способность к поглощению механической энергии при постепенном увеличении пластической деформации вплоть до разрушения. Работу, затрачиваемую на разрушение образца при испытании динамической изгибающей нагрузкой, отнесенную к единице площади поперечного сечения образца в ослабленном надрезом месте, называют удельной ударной вязкостью a . Эта характеристика чувствительна к самым малым изменениям в структурном состоянии металла. Ударная вязкость уменьшается (иногда в несколько раз) при образовании хрупких прослоек по границам зерен или по внутренним поверхностям раздела в зернах, при наличии хрупких пластинчатых включений (например, графита) и при самом минимальном оплавлении легкоплавких составляющих по границам зерен. [c.12]

Чтобы исключить влияние возможных колебаний площади полеречного сечения образца в месте разрушения на критерий динамической прочности, работу разрушения относят к площади поперечного сечения образца в узком месте напротив надреза. Так получают ударную вязкость [c.72]

Минимальный размер зоны пластической деформации г (нижняя граница разрушения отрывом, реализуемая при ударном нагружении) определяет детерминированный уровень динамической вязкости разрушения, отвечающий точке бифуркации [c.200]

Кроме того что при ударном нагружении следует учитывать сложное взаимодействие возникающих волн напряжения, необходимо иметь в виду, что при динамическом нагружении могут значительно изменяться характеристики материала по сравнению с их обычными значениями в квазистатических условиях [5]. Зависимость напряжений от деформаций в циклических условиях уже обсуждалась в гл. 8 и 11. Информация об особенностях поведения материалов и изменении их свойств при динамическом нагружении пока еще далеко не полна, и любые дополнительные сведения о вязкости разрушения, прочности, жесткости и концентрации напряжений в условиях ударных воздействий, несомненно, окажутся полезными расчетчику. [c.531]

К основным механическим свойствам металлов относят прочность, твердость, упругость, пластичность, ударную вязкость. Прочность — способность металла сопротивляться разрушению или появлению остаточных деформаций под действием внешних сил. Большое значение име т удельная прочность, ее находят отношением предела прочности к плотности металла. Для стали прочность выше, чем для алюминия, а удельная прочность ниже. Твердость — это способность металла сопротивляться поверхностной деформации под действием более твердого тела. Упругость — способность металла возвращаться к первоначальной форме после прекращения действия сил. Пластичность — свойство металла изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом. Ударная вязкость — способность металла сопротивляться разрушению под действием динамической нагрузки. Кроме указанных механических свойств можно назвать усталость (выносливость), ползучесть и др. Для установления характеристик механических свойств производят их испытания. [c.30]

Динамическую вязкость разрушения К о определяли при ударных испытаниях, обеспечивая скорость нагружения в упругой области в вершине трещины, примерно равной скорости нагружения при скачках трещины усталости. Скорость нагружения К подсчитывали по формуле [242] а = где — скорость изменения коэффициен- [c.220]

Точность определения нагрузки при ударных испытаниях с осциллографированием и определение динамической вязкости разрушения [c.222]

При работе деталей машин возможны динамические нагрузки, при которых многие металлы проявляют склонность к хрупкому разрушению. Опасность разрушения усиливают надрезы — концентраторы напряжений. Для оценки склонности металла к хрупкому разрушению под влиянием этих факторов проводят динамические испытания на ударный изгиб на маятниковых копрах (рис. 2.4). Стандартный образец устанавливают на две опоры и посредине наносят удар, приводящий к разрушению образца. По шкале маятникового копра определяют работу К затраченную на разрушение, и рассчитывают основную характеристику, получаемую в результате этих испытаний — ударную вязкость [c.55]

Для предупреждения хрупкого разрушения конструкционные материалы должны обладать достаточной пластичностью S, ф) и ударной вязкостью (КСи). Однако эти параметры надежности, определенные на небольших лабораторных образцах без учета условий эксплуатации конкретной детали, достаточно показательны лишь для мягких малопрочных материалов. Между тем стремление к уменьшению металлоемкости конструкций ведет к более широкому применению высокопрочных и, как правило, менее пластичных материалов с повышенной склонностью к хрупкому разрушению. Необходимо также учитывать то, что в условиях эксплуатации действуют факторы, дополнительно снижающие их пластичность, вязкость и увеличивающие опасность хрупкого разрушения. Это концентраторы напряжений (надрезы), понижение температуры, динамические нагрузки, увеличение размеров деталей (масштабный фактор). [c.225]

В этой главе в общих чертах рассмотрен переход от разрушения сколом к волокнистому излому. Детально обсуждены условия зарождения вязкого волокнистого разрушения, позволяющие связать переход от одного вида излома к другому при статическом и динамическом испытании с микроструктурой материала и его пластическими свойствами. Затем описаны переходы в виде разрушения при испытаниях на ударную вязкость образцов с надрезом и динамическое раздирание образцов при внецентренном растяжении, показывающее зависимость механических характеристик от металлургических факторов. [c.191]

Ударная вязкость - это сопротивление разрушению при динамических нагрузках. [c.53]

Xs 86. С) Неверно. Ударная вязкость характеризует сопротивление материала разрушению при ДИНАМИЧЕСКИХ нагрузках. [c.60]

Благодаря сочетанию высокой износостойкости и ударной вязкости основная область применения стали там. где высокая способность к наклепу обеспечивает хорошее сопротивление изнашиванию рабочего поверхностного слоя, а повышенная ударная вязкость предотвращает разрушение под действием динамических нагрузок. [c.171]

При динамических испытаниях у всех -сплавов промышленной чистоты (от 24 до 54% Мп) по сериальным кривым ударной вязкости и доли волокна в изломе установлено наличие порога хладноломкости (см. рис. 91). Как и для чистых сплавов [11] испытания при температурах верхнего порога не приводят к разрушению образцов типа Шарпи, а значения ударной вязкости образцов с трещиной приближаются к значениям ао,25. [c.219]

Характер изменения ударной вязкости при испытаниях при комнатной температуре и температуре — 196°С указывает на резкое снижение деформационной способности сплавов промышленной чистоты по сравнению с чистыми сплавами (см. рис. 93, а). Методом дифракционной электронной микроскопии было проведено исследование причины изменения свойств с понижением чистоты выплавки, что является одной из первых попыток установить связь между топкой структурой и вязкостью разрушения железомарганцевых сплавов при испытании на динамический изгиб. Сравнение закаленных сплавов высокой и промышленной чистоты проводили в одинаковом структурном состоянии до деформации и после в области максимального ее развития — в зоне разрушения. Химический состав исследованных сплавов приведен в табл. 30. [c.232]

Ударной вязкостью называется работа, расходуемая при динамическом разрушении надрезанного образца, отнесенная к площади поперечного сечения образца до испытания в плоскости надреза. Величина ударной вязкости, согласно ГОСТ 9454-78, [c.86]

Ударную вязкость по ГОСТ 9454-78 определяют в результате динамических испытаний на ударный изгиб специальных образцов на маятниковых копрах при пониженных, комнатных и повышенных температурах. Метод основан на разрушении образца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра. Концы образцов располагают на опорах (рис. 11.5). [c.196]

Наиболее часто для выявления склонности материала к хрупкому разрушению применяют динамические испытания на ударный изгиб. Динамическая прочность материала оценивается величиной удельной ударной вязкости Он, которая определяется следующим образом [c.77]

Динамические испытания. Многие детали машин в процессе эксплуатации подвергаются динамическим (ударным) нагрузкам. При испытании металлов на удар определяют ударную вязкость о — отношение работы А разрушения стандартного образца к площади его поперечного сечения в месте надреза F, т. е. [c.101]

Чтобы исключить влияние возможных колебаний площади поперечного сечения образца в месте разрушения на критерий динамической прочности, работу разрушения относят к площади поперечного сечения образца в узком месте напротив надреза. Так получают ударную вязкость a =AJF МН-м/м Испытанию на ударную вязкость подвергают также сварные стыки трубопроводов, имеющих толщину стенки более 12 мм. Образцы вырезают поперек шва, и надрез делают по наплавленному металлу со стороны раскрытия шва. На величину ударной вязкости большое влияние оказывает температура. Сталь с высокой ударной вязкостью при комнатной температуре может оказаться очень хрупкой при испытании на морозе сталь с мелким зерном лучше сопротивляется динамическим нагрузкам. [c.557]

Испытание при повторных ударах. Испытания повторными ударами проводят большей частью при изгибе. Каждый новый удар, работа которого превосходит работу упругой деформации материала, будет вызывать дальнейшую пластическую деформацию. В этом случае по величине ударной вязкости оценивают пластическую энергоемкость как прямую конструкционную характеристику материала. Если же прилагают более слабые удары, не выводящие деталь (в целом) за пределы упругой деформации, то при достаточном числе ударов может наблюдаться усталостное разрушение. При этом чем меньше модуль упругости, тем больше работа упругой деформации, тем лучше будет металл сопротивляться повторным ударам. Результаты испытаний на повторный удар тесно связаны с жесткостью образца и динамическими свойствами испытательной машины. [c.175]

Ударная вязкость — это сложная, комплексная характеристика, зависящая от целого ряда более простых механических свойств, прочностных и пластических. Работа, затрачиваемая на пластическую деформацию и разрушение, определяется площадью под диаграммой динамического изгиба. Ее величина, следовательно, будет тем больше, чем выше пластичность и уровень напряжений течения на всем протяжении испытания. [c.210]

Прочность при динамических нафуз-ках определяют по данным испытаний на ударную вязкость (разрушение ударом стандартного образца на копре), на усталостную прочность (определение способности материала выдерживать, не разрушаясь, большое число повторно-переменных нафузок), на ползучесть (определение способности нафетого материала медленно и непрерывно деформироваться при постоянных нафузках). Наиболее часто применяют испытания на ударную вязкость (рис. 1.7) [c.12]

Образец, имеющий форму, показанную на рис. 4.69, подвергается удару на специальном копре. Надрез в образце преследует цель создать концентрацию напряжений, в условиях которой, так же как и в условиях динамической нагрузки, материал имеет склонность переходить из пластического состояния в хрупкое. Мерой сопротивляемости образца удару является энергоемкость его — отношение работы, затрачиваемой на разрушение образца, к площади поперечного сечения в ослабленном месте. Эта характеристика называется ударной вязкостью и измеряется в kT mI m . Ударная вязкость стали и ряда других материалов существенно падает в некотором диапазоне температур. На рис. 4.70 показана зависимость ударной вязкости ряда сталей от температуры. [c.306]

Удельная ударная вязкость (ОСТ НКТП 3079) определяется работой, необходимой для разрушения образца при испытании его на изгиб динамической нагрузкой на маятниковом копре типа Шарпи. Схема испытания приведена на фиг. 40. Фибра испытывается на удельную ударную вязкость согласно стандарту Главного управления НКАП 133 СО. Методы испытаний удельной ударной вязкости текстолита и гетинакса при низких и высоких температурах регламентированы нормалями Главного управления НКАП 144 СО и 142 СО. [c.311]

Ударная вязкость является важным показателем мЕгер д-лов, работающих с динамическими нагрузками, так кас оп, е.пе к-ьг сопротивление оорааованию трещин и разрушений noj действ -ем ударных нагрузок. [c.164]

Значения Кы для образцов толщиной 25, 50 и 150 мм и значения /Сш для образцов толщиной 20 мм из стали 15Х2МФА (II) близки. Это указывает на то, что если разрушение образцов происходит в условиях плоской деформации (для стали 15Х2МФА (II) это условие обеспечивается), то изменение их толщины не влияет на характеристики динамической вязкости разрушения, а значения Kia (определенные на остановке трещин) близки к значениям К о, определенным при ударном [c.204]

Косвенным показателем склонности сварных соединений к холодным трещинам служит критическая температура хрупкости, при которой реализуется хрупкое разрущение по механизму хладноломкости в условиях ударного нафужения. В работе ОАО "УралВТИ" была установлена корреляция твердости HV, ударной вязкости а и КТХ сварных швов 09Х1МФ (рис. 2.4). Авторы рекомендовали офаничить максимальные значения твердости до 230 HV по условию предупреждения разрушения сварных соединений паропроводов из теплоустойчивых сталей при статических и динамических нафузках (гидроиспытании, проведении монтажных и ремонтных работ, периоды пуска энергооборудования и др.). [c.93]

Определение работы, поглощенной при ударном испытании, планиметрированием осциллограмм нагрузка—прогиб и непосредственное ее измерение по отклонению маятника дают близкие результаты (рис. 13.24) [19]. Однако это не доказывает, что нагрузка при осциллографиро-вании измерена достаточно точно. При хрупком разрушении, т. е. при малых значениях прогиба, даже при существенном различии в максимальной нагрузке могут быть получены близкие значения работы, поглощенной при испытании образцов. В то же время основным назначением измерения нагрузки при ударных испытаниях является определение параметра вязкости разрушения при динамическом нагружении Кр. Для определения этой характеристики необходимо существенно ограничить пластическую деформацию у вершины трещины, т. е. в [c.222]

Ударная вязкость КС представляет собой отношение полной работы, расходуемой на динамическое разрушение образца, к рабочей площади поперечного сечения K =KlFo, где К — работа разрушения образца прп ударе fo — площадь образца. Следует отметить, что обозначение ударной вязкости как КС, а ударной работы как К является новым, определенным государственным стандартом ГОСТ 9454—78. Ранее по ГОСТ 9456—60 ударная вязкость обозначалась как а , а ударная работа—А. [c.36]

ПРОЧНОСТЬ ДИНАМИЧЕСКАЯ — сопротивление деформации и разрушению при нестатич. нагружепип. П. д. наз. принципиально разные группы св-в прочность нри очень высоких скоростях деформирования, когда существенно влияние инерционных сил и волновых процессов прочность при повышенных скоростях деформирования, когда влияние инерционных сил и волновых процессов мало (напр., нри испытаниях ударной вязкости металлов) прочность нри многократном нагружении (см. Усталость). [c.87]

Сопоставление результатов испытания на динамический изгиб показало нечувствительность сплава Г20С2 к направлению проката ударная вязкость и характер разрушения при всех температурах испытания, порог хладноломкости находятся на одном уровне для образцов, вырезанных как вдоль, так и поперек проката. С понижением температуры доля вязкого ямочного разрушения в образцах поперек проката несколько выше. [c.256]

Для вычисления К с на основании измерений разрушающего напряжения при ударных испытаниях используются образцы Шарпи с надрезами в виде усталостной трещины и боковыми канавками (Разон и Турнер, 1966 г.). Точные значения Кю могут быть получены только при температурах ниже NDT, т. е. ниже эксплуатационной температуры конструкций (рис. 17). Задача состоит в определении и использовании значений показателя вязкости разрушения в условиях плоской деформации, которые могут быть более жесткими, чем в действительности. Ввиду йеоб ходимости учета образца и динамического нагружения задержи вается непосредственное использование метода линейной меха ники разрушения, способствующего определению максимально допустимого размера дефекта в конструкциях. Однако, несмотря на трудности, ученые применяют этот метод для исследования, в частности, толстостенных стальных сосудов высокого давления ядерных реакторов (Ландерман и др., 1967 г.). [c.234]

В первом приближении сопротивление разрушению при динамическом нагружении можно оценивать по значениям ударной вязкости. В гл. "Введение в механику развития трещин" было показано, что ударная вязкость является интегральной характеристикой сопротивленйя металла разрушению, зависящей как от действующей нагрузки, так и от пластической деформации. Одно и то же значение ударной вязкости может явиться результатом двух крайних вариан-TOi высокой пластической деформации при низком значении разрушающей гнагрузки или высокой разрушающей нагрузки при небольшой пластической [c.113]

Наиболее опасным деградационным процессом является охрупчивание материала, приводящее к существенному изменению характеристик трещиностойкости и смещению хрупкого разрущения в область положительных температур. Переходу металла в хрупкое состояние способствует наличие концентратора напряжений резкое изменение формы или сечения элемента конструкции, поверхностные риски, микротрещины и другие дефекты. Особенно это актуально для емкостного оборудования и трубопроводов, имеющих больщие линейные размеры, так как в таком оборудовании возможно накопление под нагрузкой огромной упругой энергии, которая, стремясь разрядиться, разрывает конструкцию по дефекту (концентратору напряжений). Разрушение происходит с большой скоростью (одномоментно), при этом на магистральных трубопроводах отмечались разрывы, достигающие 1000 м и более. Поэтому характеристики трещиностойкости определяют на образцах с надрезом или начальной трещиной, или концентратором соответствующей формы в результате динамических или статистических испытаний. Из всех механических свойств наиболее чувствительными к охрупчиванию оказались ударная вязкость и статическая вязкость разрушения. [c.195]

Испитания на ударную вязкость имеют большое значение при выборе металла для изготовления деталей, подвергающихся при работе динамическим нагрузкам. Ударная вязкость выявляет способность металла поглощать удар и устанавливает возможность надежной работы детали, подвергаемой ударной нагрузке, без внезапного разрушения. [c.55]

Для облегчения расчетов по вышеприведенной формуле пользуются специальными таблицами, в которых для каждого угла р указана величина работы удара Ан. Для хрупких материалов величина а очень мала (0,1—0,2 кГм1см ), для стали она колеблется в пределах от 2 до 12 кГж/сж , для меди 5—5,5кГм1см , никеля 18—18,5 кГм1см . Испытания на ударную вязкость имеют большое значение при выборе металла для изготовления деталей, подвергающихся при работе динамическим нагрузкам. Ударная вязкость выявляет способность металла поглощать удар и устанавливает возможность надежной работы детали, подвергаемой ударной нагрузке, без внезапного разрушения. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...