Трещины перемещение раскрытия

На рис. 12.4 показано распределение напряжений Оу у кончика трещины О вдоль линии 0 = О, а также перемещений раскрытия [c.375]

Эффект закрытия трещины свидетельствует о несоответствии условий деформирования материала у кончика трещины условиям внешнего воздействия (см. рис. 3.6). При простом одноосном растяжении плоской пластины в вершине трещины первоначально раскрытие возрастает едва заметно. И только после достижения напряжения раскрытия берегов трещины начинается нелинейный процесс накопления повреждений из-за пластической деформации материала. Переход к нисходящей ветви нагрузки во втором полуцикле нагружения приводит к обратному течению материала в условиях его сжатия до достижения напряжения закрытия берегов трещины. Дальнейшее снижение внешней нагрузки не сопровождается перемещением берегов трещины. Важно подчеркнуть, что внешнее воздействие в цикле нагружения на масштабном макроскопическом уровне является упругим. Диаграмма циклического растяжения всего образца, вне вершины трещины, является упругой . Именно. этим объясняется макроскопически хрупкий характер распространения длинных усталостных трещин. [c.137]

Установка, предназначенная для проведения испытаний на трехточечный изгиб, показана на рис. 4.4. Для определения перемещения раскрытия трещины (зазора трещины) использован датчик ползучести. Появление начальной трещины, которое предшествует неустойчивому разрушению, при испытании композитов может быть установлено методом акустической эмиссии или замерено по месту резкого падения нагрузки. [c.81]

Рис. 4.4. Схема установки для испытаний на трехточечный изгиб 1 — датчик ползучести 2 — ролик 3 — нагрузка — образец 5 — датчик нагрузки 6 — двухкоординатное регистрирующее устройство 7 — перемещение раскрытия трещины X.

Рис. 4.8. Расчетные и экспериментальные результаты, полученные для зависимости нагрузка — перемещение раскрытия трещины а — пластмасса, армированная стекломатом б — пластмасса, армированная тканью из ровницы / — краевое направление 2 — плоскостное направление - метод конечных элементов (нелинейный) ---метод конечных элементов

Из приведенных данных можно видеть, что теоретические и экспериментальные результаты хорошо совпадают и что на основании аналитической методики можно хорошо отразить нелинейность композита. Следует обратить внимание на приведенные на рассматриваемом рисунке прямые штриховые линии. Эти линии представляют собой зависимости нагрузка — перемещение раскрытия трещины, полученные расчетным путем без учета нелинейностей материала в [c.84]

В рассматриваемом случае за критерий разрушения приняли появление устойчивой трещины, которому соответствуют нагрузка Pi и перемещение раскрытия трещины QD. В табл. 4.4 приведены результаты экспериментальных исследований, полученные как для пластмассы, армированной стекломатом, так и для пластмассы, армированной стеклотканью из ровницы. На основании полученных значений ( OD)i расчетным путем можно определить перемеще- [c.88]

Нагрузки устойчивого возникновения трещины и перемещения раскрытия трещины ( OD) [c.89]

Рис. 4.20, Перемещение раскрытия трещины у пластмассы, армированно стекломатом а — краевое направление б — плоскостное направление.

На рис. 4.20 показано перемещение раскрытия трещины в краевом и плоскостном направлениях, полученное для [c.96]

По приведенной ниже зависимости можно определить перемещение раскрытия трещины Vt, если известны коэффициент поворота г и перемещение раскрытия Vs на поверхности экспериментального образца. Зависимости между значениями /д-интеграла и Vt показаны на рис. 4.22 [c.97]

Основная идея методов перемещения раскрытия трещины ( OD) связана с тем, что поведение при разрушении в районе острия трещины может быть описано через перемещение поверхностей трещины, т. е. перемещение раскрытия трещины [23]. В случае пло- [c.78]

Хотя в этом направлении был достигнут некоторый прогресс, оказалось, что замеры перемещения раскрытия трещины не позволили точно оценить разрушающие напряжения ряда конструкций, в частности сосудов высокого давления с дефектами [24]. Эти неточности обусловлены многими факторами, основной из которых связан, по-видимому, с существованием фазы медленного установившегося движения трещины перед фазой ее неустойчивого движения. Понятие / -кривой, которое дает возможность учесть фазу медленного установившегося роста трещины, позволяет надеяться на повышение точности оценок возможности разрушения Б условиях текучести у вершины трещины. [c.79]

Для периодического контроля раскрытия трещины (перемещения ее берегов) у краев надреза наносятся по схеме рис. 6.3 риски и измерения перемещения краев исходной трещины проводят в местах нанесения вертикальных рисок. [c.223]

Прослойки материала, охватывающие несквозную трещину, находящуюся в пластине или оболочке, подвергнутой воздействию изгибающих или мембранных усилий, оказывают стесняющее влияние на перемещения поверхности трещины. Основная идея, лежащая в основе модели в виде линейных пружин, заключается в аппроксимации трехмерной задачи о трещине при помощи двумерной задачи путем преобразования напряжений, возникающих в остаточном сечении материала, к мембранной N н изгибающим М нагрузкам, действующим в нейтральной поверхности пластины или оболочки. В соответствующей двумерной задаче перемещения поверхности трещины представлены раскрытием трещины S и углом раскрытия трещины 0, отнесенными к нейтральной плоскости. Принято, что переменные N, М, й и 0 являются функциями единственной переменной, а именно координаты л ь расположенной вдоль оси трещины на нейтральной поверхности (рис. 1). Пара функций б, 0 или N, М может [c.243]

Сферические частицы играют двойную роль в процессе роста усталостной трещины. В перемычке, где они располагаются, частицы служат промежуточным телом, способствующим облегченному взаимному перемещению ответных частей излома. Однако, располагаясь в углублениях основного материала, они имеют ограниченное перемещение и тем самым препятствуют раскрытию трещины. Поэтому в условиях развитого процесса формирования сферических частиц на всех этапах роста трещины ее раскрытие не может характеризовать скорость роста усталостной трещины. Формирование сферических частиц является в локальных зонах материала высоко энергоемким процессом. Увеличение площади поверхности вдоль фронта трещины, подверженной процессу формирования сферических частиц, будет в большей степени способствовать поглощению энергии цикла нагружения на задержку развития трещины. Поэтому с точки зрения управления процессом разрушения материала и поиска возможных путей рассеяния подводимой извне энергии необходимо создавать специальные условия, при которых в плоскости развивающейся трещины будут возникать продольные перемещения ее берегов, создавая условия для возникновения процесса формирования сферических частиц. [c.187]

Для этого величины усилий, деформаций, перемещений, раскрытия трещин или величины от других факторов и воздействий не должны превышать предельных значений, установленных нормами проектирования конструкций, зданий и сооружений различного назначения. [c.232]

На основе дислокационной гипотезы механизма обратимой водородной хрупкости описанные выше результаты можно объяснить следующим образом. При больших напряжениях в образцах происходит пластическая деформация путем размножения и перемещения дислокаций. Скорость движения дислокаций достаточно велика и они вырываются из окружающих их водородных атмосфер и водородной хрупкости не наблюдается. При снижении напряжений скорость движения дислокаций уменьшается и они начинают увлекать за собой водородные атмосферы. Транспортировка атомов водорода дислокациями к препятствиям, где зарождаются трещины, облегчает раскрытие трещин. [c.447]

С точки зрения практических приложений исследование поверхностной трещины, находящейся в конструкционном элементе, который можно представить пластиной или оболочкой, является одной из наиболее важных задач механики разрушения. В самом общем случае эта задача сводится к задаче о трехмерной трещине, развивающейся в теле конечных размеров, где поле напряжений, возмущенное трещиной, испытывает сильное влияние границ твердого тела [3]. В соответствующей двумерной задаче перемещения поверхности трещины представлены раскрытием трещины 5 и углом раскрытия трещины 6, отнесенными к нейтральной плоскости. Принято, что переменные N5 М, 5 и 0 являются функциями единственной переменной, а именно координаты X, расположенной вдоль оси трещины на нейтральной поверхности. Пара функций 5, 0 или Ы, М может быть определена из решения задачи со смешанными граничными условиями для пластины или оболочки со сквозной трещиной, при этом N и М рассматриваются как неизвестные нагрузки, действующие на поверхность трещины. После определения N и М коэффициенты интенсивности напряжений находят, пользуясь решением в рамках теории упругости для полосы, находящейся под воздействием мембранной силы N и изгибающего момента М. [c.134]

Раскрытие трещины в твердом теле может быть осуществлено тремя различными путями (рис. 19.1.1). При нормальных напряжениях возникает трещина типа разрыв (тип I), когда берега трещины перемещаются перпендикулярно плоскости трещины. При плоском сдвиге образуется трещина типа сдвиг (тип II) перемещения берегов трещины происходят в плоскости и перпендикулярно ее фронтальной линии. Трещина типа срез (тип III) образуется при антиплоском сдвиге перемещения берегов трещины совпадают с плоскостью трещины и параллельны ее направляющей кромке. В общем случае трещину можно описать этими тремя ти- [c.320]

О раскрытии в вершине трещины б судят либо непосредственно по перемещению узла в месте резкого изменения профиля трещины, либо по данным экстраполяции более или менее прямолинейного участка берега трещины на координату ее вершины. Установлена линейная пропорциональность между величинами раскрытия б и -интеграла. Эта взаимосвязь с учетом конечности деформаций [369] описывается соотношением (несколько отличающимся от (8.11)) [c.100]

Исходя из значения 1т, определяется Ki , а по нему из соотношений (2.10) условное перемещение v для г= = Г]. и 0 = я у конца трещины. Удвоенное значение этого перемещения является раскрытием трещины S, которое при плоском напряженном состоянии равно [c.30]

Измерение раскрытия трещины осуществляется датчиками перемещений, как показано на рис. 3.14 для растяжения а) и изгиба (б). На упругих элементах датчика перемещений размещены тензометры электрического сопротивления, позволяющие непрерывно измерять и записывать диаграммы зависимости раскрытия трещины от нагрузки и тем самым определять критические значения, соответствующие началу быстрого роста раскрытия, т. е. возникновению неустойчивого состояния. [c.58]

Бюл. № 29). Далее надлежит произвести продольные взаимные перемещения берегов трещины в динамическом режиме колебаний лопатки. С момента осуществления динамического нагружения постепенно уменьшают растяжение и переходят к сжатию. Максимальная нагрузка сжатия должна равняться двойной нагрузке в момент раскрытия берегов трещины. После этого плавно снимают продольное динамическое перемещение. Усилить эффект от применения последовательно- [c.453]

Итак, выполнение отверстий в элементах конструкций, как наиболее простой технологический прием, может быть эффективно при использовании способов задержки распространения усталостных трещин. Установка втулок в отверстия и использование стяжных элементов позволяет существенно усилить эффект уменьшения концентрации напряжений в вершине усталостной трещины за счет ее притупления. Расположение стяжных элементов иод углом 45" к плоскости трещины создает предпосылку для возникновения взаимного перемещения берегов трещины в продольном направлении под действием растягивающей эксплуатационной нагрузки. Это приводит к контактному взаимодействию берегов уже сформированной трещины, к снижению ее раскрытия под действием эксплуатационных нагрузок и, в конечном итоге, к уменьшению скорости последующего роста трещины. [c.455]

Одна из наиболее существенных операций в управлении ростом несквозных усталостных трещин связана с обеспечением схватывания по ответным поверхностям излома. Реализовать этот эффект возможно с обеспечением первоначального раскрытия берегов трещины. Оно создается путем растяжения зоны расположения усталостной трещины с последующим постепенным введением в контакт ответных частей излома. При этом в процессе последовательного сближения берегов трещины осуществляют перемещения в плоскости параллельно поверхности трещины так, чтобы происходило трение по поверхности излома и его изнашивание. Последовательное снижение амплитуды продольных перемещений приводит к тому, что в момент прекращения этого перемещения происходит схватывание по ювенильным поверхностям частично изношенного излома. В результате схватывание приводит не только к герметичности в зоне распространения трещины, но и служит препятствием для раскрытия берегов трещины [c.458]

В качестве еще одного способа оценки установившегося процесса разрушения в области кончика трещины используется метод сопротивлений [34]. Поскольку этот метод не предполагает, что трещина распространяется линейно, ее эффективную длину можно выразить через податливость, определение которой основано, например, на перемещениях, связанных с раскрытием трещины. Это предположение будет действительно, если кривая сопротивления Кя а ) (или Сц а )), где а —эффективный прирост половины длины тре- [c.131]

Формирование сферических частиц играет двойную роль в процессе роста трещины и раскрытия ее берегов. В перемычке, где они располагаются, частицы служат промежуточным телом, способствующим облегченному перемещению ответных частей излома. Однако, располагаясь в угл б-лении основного материала, они могут перемещаться ограниченно и тем самым препятствуют раскрытию трещины. В связи с этим в условиях развитого процесса формирования сферичсских частиц на всех этапах роста трещины ее раскрытие не может характеризовать скорость роста трепн1ны (СРТ). [c.159]

После перегрузки в материале возникают объемные остаточные напряжения вдоль всего фронта трещины. Одна из компонент этих напряжений действует в поперечном направлении по отношению к плоскости пластины и ориентирована вдоль фронта трещины. Она обеспечивает нафуже-ние материала вдоль фронта трещины по типу Кщ. После перегрузки величина этой компоненты возрастает в результате локальной пластической деформации в перемычках между мезотуннелями, в том числе и на макроуровне — в пределах скоса от пластической деформации (рис. 8.19). При отсутствии вертикального перемещения (раскрытие) [c.433]

Первоначально растягивают деталь в зоне трещины до раскрытия ее берегов (выход из соприкосновения берегов), о чем судят по показаниям датчика перемещения, расположенного у каждой вершины трещины (рис. 8.32). Зафиксировав величину усилия, при котором реализуется раскрытие берегов трещины, выполняют продольное виброперемещение берегов трещины. В процессе этих перемещений уменьшают растягивающую нагрузку вплоть до сжатия. После достижения величины сжимающего усилия, равного усилию раскрытия берегов трещины, вибрацию необходимо постепенно снять. Осуществление продольного вибрационного перемещения берегов трещины до ее раскрытия невозможно из-за наличия контактного взаимодействия ответных частей излома по отдельным участкам. Они препятствуют продольному перемещению, что приводит к замедлению процесса изнашивания поверхностей излома. Под действием вибрации с момента раскрытия трещины и до сжатия ее берегов сначала части излома изнашиваются и выглаживаются, а затем (при постепенном снятии вибрации) образованные сглаженные части излома схватываются. После этого по обе стороны от плоскости трещины высверливают отверстия в плоскостях, перпендикулярно плоскости трещины и с наклоном оси 45° к плоскости излома (рис. 8.32). Оси отверстий в соседних плоскостях располагают Под углом 90° друг к другу. После удаления перемычек между отверстиями в образованные пазы под углом 45° к плоскости трещины запрессовывают фигурные вставки. Усилие сжатия сохраняют, что обеспечи- [c.451]

Абстрактные требования выполнения или невыполнения принципов нормальности ) и выпуклости, сформулированных в пространстве напряжений и деформаций (или нагрузок и перемещений), связаны с более привычными методами описания поведения материалов и конструкций. Основное внимание сосредоточено на обсуждении вопросов устойчивости и неустойчивости поведения материала и конструкции на микро- и макроуровнях. Показано, как устойчивое поведение конструкций или их элементов на макроуровне может скрывать протекание процесса разрущения на микроуровне (рост трещин и раскрытие ny TOi). Рассмотрена и противоположная ситуация, когда такие процессы, как потеря устойчивости волокна или слоя, неустойчивое разрущение на микро-уровне, изменение свойств в результате протекания химических реакций, неблагоприятно сказываются на поведении конструкции. [c.10]

В тех случаях, когда гипотеза маломасштабности текучести не соблюдается и когда проявляется нелинейный характер поведения, как это имеет место у нелинейно-упругих и пластических тел, линейную модель разрушения нельзя использовать. При рассмотрении разрушения указанных материалов необходимо перейти к нелинейной модели разрушения. В этом случае переменными, характеризующими разрушение, могут служить /-интеграл и перемещение раскрытия трещины ( OD). [c.76]

На рис. 4.8, а и б показаны результаты расчетных и экспериментальных исследований, в ходе которых для пластмасс, армированных стекломатами, и пластмасс, армированных стеклоровницей, установлены зависимости между нагрузкой и перемещением раскрытия трещины. [c.84]

Во многих практических приложениях размеры пластической зоны у вершины трещины становятся настолько большими, что предположение о малости эффекта текучести уже несправедливо и линейной теорией упругости пользоваться нельзя. В тонкостенных элементах современных кораблей, мостов, сосудов высокого давления, строительных и машиностроительных конструкций используется большое количество сталей с малыми и средними по величине пределами прочности, так что условия плоского деформированного состояния в вершинах трещин, как правило, не выполняются. Применять в таких случаях методы механики линейноупругого разрушения и использовать в критериях прочности величину К]с уже нельзя. Попытки распространить идеи механики разрушения на случай упругопластического деформирования привели к созданию некоторых подающих надежды методов (см., например, [19, гл. 4],) среди которых (1) методы перемещения раскрытия трещины ( OD), (2) методы / -кривых и (3) методы J-интеграла. Хотя подробное изложение этих методов не входит в задачи данной книги, краткое описание основных положений может оказаться полезным. [c.78]

Б соответствии с существующими зависимостями (см. табл. 1.2) по описанию скоростей распространения трещин при экспериментальных исследованиях их кинетики при циклическом нагружении по мере увеличения числа циклов N должны измеряться длина трещины I, размах номинального напряжения А(Т (для определения AKi), размах номинальной упругопластической деформации Де , размах перемещений берегов трещины Д0 (раскрытие трещины), размер пластической зоны г,. Для измерений используются различные динамометрические устройства (механические, гидравлические, упругие с датчиками сопротивления). Для измерения Де применяются механические, электромеханические, оптические, фотоэлектронные, индуктивные и другие типы де-формометров, рассмотренных в работах [34, 35, 111]. Перемещения, как указано в [34], также измеряются механическими, оптическими, электромеханическими, индуктивными, емкостными устройствами, как правило, с малыми базами (от 0,5 до 2—3 мм). Размер пластической зоны г, может быть определен с помощью интерферометров, фотоустройств с наклонным освещением, металлографических микроскопов. Для измерения длин трещин I наибольшее применение получили [35, 111] следующие методы оптические, электросопротивления, электропотенциалов, ультразвуковые, токовихревые, датчиков последовательного разрыва,. 4ц1носъемки и др. [c.219]

Пусть Д, ( = 1, 2, 3) обозначает компоненты перемещения раскрытия вершины трещины между узлами f vig. Величину Д можно выразить через созданную деформащ1ю е [c.132]

Установлено, что как для больших, так и для малых трещин Д/-интеграл зависит от пути интегрирования, причем значение этого интеграла увеличивается с уменьшением расстояния от вершины трещины. Средние значения Ы меньше Ы< /Е для больших трещин вследствие закрытия трещины, а среднее значение Д/ вблизи вершины малой трещины больше, чем для области/ удаленной от вершины трещины. Это свидетельствует о том, что большое перемещение раскрытия вершины трещины и повьгшенная скорость роста малых трещин могут быть связаны с большими средними значениями ЛУ-интеграла внутри здны циклической пластической деформации. [c.184]

Хотя симметричному нагружению соответствует симметричное распределение напряжений вокруг кончика трещины, для анизотропного случая кинематика перемещения кончика трещины обычно имеет смешанный вид. Иначе говоря, при симметричном нагружении происходит как раскрытие берегов трещины, так и их относительное скольжение. При таких условиях необходимо выяснить, чем вызван рост трещины — напряжением или деформацией. Чтобы обойти это затруднение, при проверке гипотезы критического объема можно рассмотреть экспериментальное доказательство роста трещины в ортотропной пластине, т. е. при Sie = iSjg = 0. Если трещина ориентирована вдоль одного из главных направлений ортотропной пластины, то корни уравнения (32) определяются на основе одной из следующих групп соот- [c.234]

Сделана попытка показать на ряде примеров многообразную картину не-упругого поведения, присущего композитам. Главное внпмаппе уделено чрезвычайной простоте характера квазистатического устойчивого течения и разрушения составных материалов, сочетающейся с крайне сложным распределением напряжений, деформаций и перемещений в компонентах материала. Показано, что при описании упругого, вязкого и пластического поведения композитов применение общих теорем и объединяющих концепций как на уровне структурных элементов материала,так и для материала в целом позволяет объяснить множество аспектов механического поведения, в том числе макроповедение (непрерывное, по терминологии автора) и поведение, связанное с возникновением разрывов волокон, прорастанием трещин, раскрытием пустот и разделением волокон и матрицы (дискреТ ное, по терминологии автора). [c.9]

Рис. 1.2. Моделирование пластического поведения упругохрупкнм поведением. Схематический вид диаграммы перемещений или деформаций, а —разрыв параллельных проволок б — раскрытие и смыкание трещин.

На рис. 6.11 схематически показана типичная ситуация для бесконечной пластины со сквозной трещиной. Понятие R можно использовать как меру роста повреждений в композите, связывая податливость или перемещение от раскрытия трещины, распространяющейся нелинейно, с величиной а. Как отмечено в гл. 3, в настоящее время проявляется интерес к применению этого метода для предсказания устойчивого роста повреждений в композитах. Это значит, что увеличение сопротивления разрушению в композите с ростом нагрузки будет аналогичным увеличению сопротивления разрушению пластинок конечной толщины при изменении вида разрушения от плоского к косому. Если -кривая не зависит от о, то рассматриваемый метод не отличается от подхода, использующего концепцию гипотетической трещины. Однако можно предполагать, что это не совсем так, поскольку метод -кривых еще находится в стадии исследования. Возможно, использование подобного метода позволит довольно просто предсказывать развитие поврел<деннй в конструкциях из слоистых композитов. [c.242]

Для анализа поля напрян<ений и деформаций у верщинь трещин длиной менее 0,8 мм использовали обычную решетку с треугольными ячейками, минимальный размер стороны которых был принят равным 0,1 мм (тонкий анализ) или 0,2 мм (грубый анализ). Для трещин длиной более 1 мм применяли решетку из четырех слоев самых малых элементов по обе стороны трещины. Общее число узловых точек в сетке колебалось от 190 до 270. Программу расчета составляли таким образом, чтобы раскрытие или закрытие трещины в каждой из узловых точек сетки по длине трещины обнаруживалось автоматически. Закрытие открытого узла соответствовало переходу от положительного значения перемещения этого узла к нулю, а граничные условия в этот момент изменялись от некоторого свободного перемещения при нулевой нагрузке к определенному перемещению при сжимающей нагрузке. Обратный переход, т. е, открытие закрытого узла, соответствовал переходу от сжимающей нагрузки к нулевой, а граничные условия — соответственно [c.66]

Измерение деформаций и перемещений при испытании конструкций. Деформации бетона и арматуры покрытия измеряли тензометрами И индикаторами, прогибы и перемешения — проги-бомерами с ценой деления 0,1 мм. В процессе загружения фиксировали появление и раскрытие трещин. Приборы располагали на половине одной оболочки (рис. 2.22), на второй половине и на второй оболочке устанавливали контрольные прогибомеры. Индикаторы на оболочке с ценой деления 0,001 мм устанавливали на базе 50 см тензометры с ценой деления 0,001 мм на базе [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...