Разрушения при динамическом нагружении

Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при динамическом нагружении РД 50.300—82. [c.234]

Случаи ударного нагружения являются одними из самых важных и самых сложных случаев, с которыми приходится иметь дело расчетчику. Хотя, как следует из изложенного, к настоящему времени и достигнут некоторый прогресс в понимании различных процессов разрушения при ударных нагружениях, многое еще предстоит сделать, прежде чем предсказание разрушения при динамических нагружениях не будет представлять затруднений. [c.546]

При решении поставленных основных задач применяются как численные, так и аналитические методы в сочетании (в некоторых случаях) с использованием экспериментальных результатов. Аналитические решения задач динамической механики разрушения в случае трещин нормального разрыва, поперечного и продольного сдвига позволяют сделать важнейшие качественные выводы о процессах, предшествующих хрупкому разрушению при динамическом нагружении, и о распространении фронта разрушения. [c.160]

Использованный в работе сополимер стирола с полиэфиром, который удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к материалу мо дели, по-видимому, может быть применен для исследования динамического пластического сжатия, но имеет существенные недостатки при соответствующих испытаниях на растяжение из-за склонности к хрупкому разрушению при динамическом нагружении до достижения необходимого уровня больших постоянных деформаций. Хотя динамические краевые эффекты и не проявляются, время работы материала до разрушения оказалось ограниченным из-за наблюдавшегося охрупчивания, обусловленного, по-видимому, потерей летучей составляющей. Однако, несомненно, существует большее число других пригодных для такого типа исследований материалов, которые можно смешивать для моделирования конструкционного материала любого типа. [c.235]

ОСОБЕННОСТИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ [c.203]

Для сварных соединений конструкционных легированных сталей характерно понижение пластичности, а также прочности шва и околошовной зоны, если основной металл был выбран в состоянии упрочняющей термической обработки. Весьма неблагоприятным следствием сварки может быть переход металла в зопе соединения в хрупкое состояние. Эксплуатация таких соединений связана с опасностью мгновенного разрушения при динамическом нагружении или нри понижении темнературы. При сварке высоколегированных коррозионно-стойких сталей возможна потеря коррозионной стойкости металла в зоне сварки. При сварке [c.371]

Определение ударной вязкости способствует выявлению склонности металла к разрушению при динамическом нагружении. Ударные испытания относительно легко выявляют многие структурные изменения, связанные с охрупчиванием материала (изменение величины зерна, выпадение дисперсных фаз, появление флокенов и т. д.). Испытания на удар часто применяют в заводской практике для оценки правильности режимов проводимой обработки и качества металла. Наиболее часто испытывают образцы с надрезом (рис. 21), но могут использоваться образцы и без надреза. [c.25]

По-видимому, именно с явлениями динамической несогласованности в системе горная порода-инструмент связано неоднократно отмечавшееся превышение энергоемкости процесса разрушения при динамическом нагружении по сравнению со статическим вдавливанием. [c.187]

По всей видимости, снижение е/ в зависимости от hjs можно объяснить следующей причиной. Следствием импульсного нагружения являются последующие свободные колебания сварного соединения. Очевидно, что в зоне сопряжения шва с основным металлом эти колебания за счет концентрации напряжений и деформаций могут приводить к циклическому знакопеременному упругопластическому деформированию материала. Разрушение материала в данном случае может быть связано с накоплением усталостных повреждений. Ясно, что критическая деформация, по сути являющаяся остаточной деформацией после импульсного нагружения, будет меньше, чем критическая деформация при монотонном квазистатическом нагружении. Увеличение относительной высоты усиления hjs приводит к росту инерционных сил, за счет которых в зависимости от схемы нагружения растет амплитуда и(или) количество циклов свободных колебаний сварного соединения. Роль усталостного повреждения в этом случае увеличивается, что приводит к снижению критической деформации при динамическом нагружении. [c.45]

Субкритическое и динамическое развитие трещины. Развитие трещины при хрупком разрушении в отличие от ее старта, по всей вероятности, не происходит по механизму встречного роста, что связано с непосредственным развитием магистральной трещины. Данное обстоятельство позволяет напрямую (без анализа НДС у вершины трещины) использовать концепцию механики разрушения, сводящуюся к решению уравнения G v) = = 2ур(и). Нестабильное (динамическое) развитие хрупкой трещины как при статическом, так и при динамическом нагружениях достаточно хорошо моделируется с помощью метода, рассмотренного в подразделе 4.3.1 и ориентированного на МКЭ. В этом методе используются специальные КЭ, принадлежащие полости трещины, модуль упругости которых зависит от знака нормальных к траектории трещины напряжений увеличение длины трещины моделируется снижением во времени модуля упругости КЭ от уровня, присущего рассматриваемому материалу, до величины, близкой к нулю. Введение специальных КЭ позволяет учесть возможное контактирование берегов трещины при ее развитии в неоднородных полях напряжений, а также нивелировать влияние дискретности среды, обусловленной аппроксимацией, КЭ, на процесс непрерывного развития трещины. [c.266]

Величина для малоуглеродистых низколегированных сталей находится в пределах от 70 до 140. В соответствии с этой зависимостью энергия уки, а следовательно, и величина напряжений, необходимых для развития трещины, уменьшаются с увеличением скорости ее распространения. Скорость развития трещины v для конструкционных сталей достигает значений 1000— 1500 м)сек, и yk уменьшается на порядок и более. При такой скорости развития трещины напряжение, необходимое для динамического развития трещины, уменьшается до 0,2 от значения напряжений при статическом инициировании хрупкого разрушения. С этим связано пониженное сопротивление хрупкому разрушению элементов конструкций при динамическом нагружении. [c.50]

Влияние высокого давления на свойства металлов при динамическом нагружении проявляется в увеличении степени пластической деформации у мягкой стали [54]. При давлении 2000—3000 МПа в образцах из мягкой стали возникает удлинение до нескольких тысяч процентов (без разрушения), а при 10 МПа удлинение не превышает 200—300%. [c.19]

В работах отечественных ученых возможность образования хрупкого или вязкого разрушения, имеющего важное значение для суждения о прочности деталей как при статическом, так и при динамическом нагружении, получила качественное и отчасти количественное освещение в результатах [c.43]

Охрупчивание стали может происходить как при статическом так и при динамическом нагружении. Большое количество оболочковых конструкций нефтегазовой отрасли в течение срока службы претерпевают порядка 10 циклов изменения нагрузки. Циклические нагрузки вызывают малоцикловую усталость и коррозионную усталость металла в концентраторах напряжений. Несмотря на известный факт о коррозионно-механической природе разрушения нефтегазового оборудования и стадийности усталостного разрушения, не рассмотрены некоторые вопросы развития усталостных треш,ин. [c.7]

Все это вынуждает конструкторов и расчетчиков более тщательно исследовать поведение материалов, внимательнее изучать особенности условий эксплуатации, добиваться лучшего понимания разнообразных видов механического разрушения. Возникает необходимость лучшего понимания особенности напряженно-деформированного состояния при динамическом нагружении в не- [c.10]

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]

В рамках линейной динамики разрушения условия, определяющие движение трещины, можно представить аналогично тому, как это делается в статике. В общем случае динамический коэффициент интенсивности напряжений представляет собой функцию длины трещины а, приложенной нагрузки а и времени t. При динамическом обобщении линейной механики разрушения можно воспользоваться двумя критическими характеристиками материала. Во-первых, характеристикой, определяющей старт трещины при динамическом нагружении [c.304]

В отличие от процесса разрушения при статическом нагружении полимеров в жидкостях, при динамическом нагружении определенную роль в кинетике разрушения играет частота циклов приложения нагрузки. Для выявления эффекта влияния частоты и исключения при этом значительных тепловых эффектов были [c.180]

В основе процессов разрушения жестких полимерных материалов при динамическом нагружении в контакте с жидкостями лежат те же явления, что и при статических растягивающих нагрузках. Принципиальных качественных различий при воздействии различных типов жидкостей в статических и динамических условиях нагружения, как правило, не обнаруживается. [c.189]

Вязкость разрушения, определяемая при динамическом нагружении используется для аппроксимации Кс для очень вязких материалов. [c.1054]

При решении поставленных выше задач применяются как численные, так и аналитические методы в сочетании (в некоторых случаях) с результатами соответствующих экспериментов. Аналитические методы применяются, как правило, для плоских конструкций (бесконечная плоскость с полубесконечной или конечной трещиной, полоса с полубесконечной или конечной трещиной, а также пространство с круговой в плане (дисковидной) трещиной). Аналитические решения задач динамической механики разрушения в случае трещин нормального разрыва, поперечного сдвига и продольного сдвига позволяют сделать важнейшие качественные выводы о процессах, предшествующих хрупкому разрушению при динамическом нагружении, и о распространении фронта разрушения. [c.404]

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]

Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы испытания металлов. Определение характеристик разрушения при динамическом нагружении/Госстандарт СССР, ВНИИМаш, Институт машиноведения АН СССР. М. 178. 32 с. [c.225]

Следовательно, решение задачи об установившихся колебаниях плоскости с трещиной конечной длины позволяет сделать вьшод о повышении опасности хрупкого разрушения при динамическом нагружении. В диапазоне частот, при которых работают многие коиструкида и сооружения, а также некоторые их детали и элементы оборудования, амплитуда коэффициента интенсивности напряжений монотонно возрастает с ростом частоты нагрузки. В случае нормального отрьшапревы-шеше динамического коэффициента над статическим может достичь 30 %. Полученные кривые зависимости коэффихдаентов интенсивности от волнового числа являются характерными и для других задач об установившихся колебаниях тел с трещинами (например, рис. 2.6, на котором приведены соответствующие результаты для дисковидной трещины, изображенной на рис. 2.5). [c.38]

Результаты динамических испытаний на вязкость разрушения образцов с трещинами из сталей 10ГН2МФА и 15Г2АФДпс при низких температурах представлены на рис. 226, на котором приведены также результаты экспериментов по определению характеристик вязкости разрушения при монотонном и циклическом нагружении. Несмотря на большой разброс опытных данных, можно заключить, что критические коэффициенты интенсивности напряжений при динамическом нагружении суш,ественно ниже, чем статические характеристики, и близки к значениям, полученным при циклическом нагружении. Разрушения при динамическом нагружении при температурах 77—203 К для обеих сталей [c.324]

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]

При решении динамической упругопластической задачи возникает вопрос о пространственно-временной аппроксимации процесса взрывной запрессовки трубки в коллектор. На рис. 6.3 представлена схема расчетного узла ячейки коллектора для расчета собственных напряжений и деформаций. Здесь Явн — внутренний радиус трубки б — толщина трубки, S — толщина стенки коллектора а — ширина перемычки между отверстиями. Выбор величины радиуса Ян проводится посредством численных расчетов из условия инвариантности НДС от Rh при неизменных характере и уровне импульсной нагрузки при взрыве. Расчет НДС проводится в осесимметричной постановке и отражает ряд существенных особенностей процесса запрессовки трубки в коллектор. К ним относятся возможность учета сложного характера распределения во времени и пространстве давления на внутренней поверхности трубки, обусловленного неодновременной детонацией цилиндрического заряда. Кроме того, с помощью специальных КЭ достаточно хорошо моделируется условие контакта трубки с коллектором в процессе прохождения прямых и отраженных волн напряжений при динамическом нагружении. Учет указанных особенностей позволяет рассчитывать неоднородное поле напряжений и деформаций по высоте трубки (толщине коллектора) и, следовательно, достаточно надежно при учете общ.их, остаточных и эксплуатационных напряжений проанализировать НДС в зоне недовальцовки, в которой инициировались имеющиеся разрушения в коллекторе. [c.334]

Данный обзор исследований волн и колебаний, возникающих в направленно армированных композитах, был по необходимости кратким, и список цитированных работ, бесспорно, далек от полного. Некоторые важные и интересные аспекты проблемы совсем не рассматривались. В числе последних упомянем динамические эффекты в хаотически армированных композитах, механизмы разрушения в условиях динамического нагружения, такие, например, как разрыв волокон и расслоение, оптимизацию структуры, и, конечно, нелинейность связи напряжений с деформациями при динамическом нагружении направленно армированных композитов. Аналитические и экспериментальные работы по этим темам опубликованы, но большая часть из них носит поисковый характер. Краткое обсуждение некоторых из зтих работ содержится в обзорных статьях Гёртмана [29] и Пека [53, 54]. Несмотря на это стоит закончить данную главу несколькими замечаниями относительно хаотического армирования, разрушения, оптимизации и нелинейности, а также перечислением некоторых посвяшенных этим вопросам работ. [c.386]

Сейчас механика разрушения является одной из наиболее бурно развивающихся областей механики. К числу основных направлений ее исследований относятся проблемы разрушения в условиях значительных пластических деформации, разработки методов механики разрушения неметаллических материалов (композиты, керамика, полимеры, бетон, горные породы и т. д.), изучение распространения трещин при динамическом нагружении и при наличии агрессивных сред, прогнозирование ресурса и падежиости алементов конструкции с учетом случайного характера возникповения и развития в них дефектов. Не следует забывать и о положительных аспектах разрушения и связанных с этой задачей проблемах облегчение разрушения при резании, разрушение нри извлечении ценных пород и др. [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...