Вязкость разрушения при остановке трещины

Наличие скачков на R-кривых и на диаграммах нагрузка — смещение у никелевых сталей является предметом для обсуждения. Эти скачки представляют собой быстрый рост трещины с последующей его остановкой. Остановки могут быть связаны с характеристиками вязкости материала, но могут быть также результатом падения приложенной нагрузки из-за жесткости испытательной машины. Результаты определения вязкости разрушения, полученные в настоящей работе, дают более полную характеристику свойств материала и призваны помочь при выборе материала в каждом конкретном случае его применения. Проведенные испытания показывают, что работоспособность сварной конструкции, изготовленной из сталей, легированных никелем, зависит от свойств зоны термического влияния. Это необходимо учитывать наряду с расчетными, технологическими и экономическими факторами при окончательном выборе материала. [c.219]

МР 71-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний материалов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) на стадии остановки трещины. — М. ВНИИНМАШ, 1982. — 27 с. [c.308]

Данное уравнение называют уравнением движения вершины трещины по той простой причине, что оно является обыкновенным дифференциальным уравнением по времени для координаты вершины трещины a(t) и напоминает по виду уравнение движения материальной точки в элементарной динамике. Уравнение (3.1) допускает точное решение лишь в некоторых простейших случаях некоторые следствия из этого уравнения будут рассмотрены в следующем параграфе. В данном параграфе акцент сделан на проблеме динамической вязкости разрушения. Особое внимание уделяется, в частности, предсказанию зависимости динамической вязкости разрушения от скорости движения вершины трещины путем исследования напряженно-деформированного состояния на расстояниях, намного меньших тех характерных размеров, на которых преобладающую роль играют поля, определяемые коэффициентом интенсивности напряжений. Не говоря уже о том, что решение данного вопроса интересно само по себе, оно очень важно и для исследования задач об остановке трещины и выявления связи микроструктуры материала с сопротивлением динамическому росту трещины. [c.98]

В большинстве случаев вязкость разрушения Ki в упругопластической среде характеризует начало локально неустойчивого (нестабильного) развития трещины. Если состояние тонкой структуры устойчиво, то развитие трещины в таких случаях будет скачкообразным (т. е. вслед за интервалом быстрого развития трещины при постоянной внешней нагрузке следует период стабильного роста трещины при увеличении внешней нагрузки и т. д.). Если число скачков достаточно велико, т. е. велик линейный размер подросшей трещины при выполнении условия тонкой структуры, то устанавливается некоторое среднее влияние предыстории, так что можно говорить о том, что коэффициенты интенсивности напряжений в момент начала нестабильного движения трещины и в момент ее остановки постоянны для данного материала (но, вообще говоря, различны, причем Ki в начале движения, очевидно, больше, чем Ki в момент остановки). [c.259]

Применение элементов жесткости из материала с высокой вязкостью, привариваемых или приклепываемых к плоским или криволинейным листовым конструкциям, а также контроль остаточных напряжений — это способы остановки трещин, основанные на конструктивных решениях. Применение многослойных конструкций или барьерных швов также может быть эффективным способом остановки трещины, когда другими способами невозможно повысить сопротивление хрупкому разрушению. [c.7]

Одним из наиболее простых способов предотвращения хрупкого разрушения является применение материала, вязкость которого после соответствующей термической обработки достаточна для предупреждения возникновения и развития трещины. Такой материал избавит от необходимости прибегать к специальным способам остановки трещин. Однако людям свойственно ошибаться, а материалы не всегда обладают нужными свойствами. Иногда не удается избежать ранних стадий хрупкого разрушения, поэтому необходимо прибегать к изысканию и применению способов и средств остановки трещин. [c.38]

Эти результаты еще раз подтверждают правомерность критерия остановки трещины, согласно которому она происходит тогда, когда коэффициент интенсивности напряжений К (или его эквивалент — скорость расхода энергии G), вычисленный с учетом статических условий, становится равным критическому значению коэффициента интенсивности напряжений Ki (или вязкости разрушения Gj ) или меньше этого значения. [c.44]

Методы остановки трещины можно использовать для контроля степени распространяющегося разрушения в конструкциях с термическим снятием напряжения, напряженное состояние которых вызывается посредством механического или гидравлического нагружения судов, мостов или оборудования и ограничения величины повреждения сосуда под давлением при гидравлическом испытании. Однако в более общем случае в сосудах и конструкциях со снятыми напряжениями, в которых внутренние давления создаются под действием газа, жидкостей или газожидкостных смесей при температуре выше их точки кипения, или в конструкциях, подобных соединенному с резервуаром неограниченной емкости напорному трубопроводу, эти методы не могут быть использованы с гарантией. Для таких конструкций желательно полагаться на точно определяемый минимальный уровень вязкости разрушения различных материалов, достаточный для предотвращения инициирования неустойчивой трещины от дефекта определенного размера при соответствующем уровне напряжения. [c.241]

Значительно более универсальными являются критерии вязкости разрушения. Согласно Ирвину, распространение трещины может происходить без остановки, если коэффициент интенсивности напряжения К достигает критического значения, равного вязкости разрушения К с, которая является свойством материала, но зависит от геометрии образца, напряженного состояния у края трещины и условий нагружения. [c.87]

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]

Подобные результаты были получены и на основании испытаний сосудов диаметром 1525 мм с толщиной стенки 25,4 мм из низкоуглеродистых сталей с одинаковым пределом прочности на разрыв 43—49 кгс/мм2), но отличающихся показателем вязкости разрушения (Бевитт и др., 1964 г.). Однако когда сосуды находились под давлением воды, был обнаружен переход материала из вязкого состояния в хрупкое. При температурах, превышающих температуру остановки трещины листа, рост трещины при разрушении приостанавливался через несколько десятков миллиметров. Когда в сосуд добавляли 10% воздуха, остайовки трещины не происходило, и распространение трещины продолжалось до окончательного разрушения (рис. 11). Таким образом, хотя условия инициирования сохраняются постоянными, последствия разрушения зависят от запасенной в системе энергии. Целесообразность применения метода AT рассмотрена выше. [c.227]

Дан краткий обзор основных определений и концепций, применяемых при анализе динамического разрушения в рамках линейной теории упругости. Отмечено, что определения силы, движущей трещину G, могут потребовать коррекции на потери энергии в областях, не расположенных у конца трещины. Прямые наблюдения полей напряжений, возникающих вокруг движущейся трещины, показали, что скорость трещины быстро увеличивается с ростом К и достигает предельной величины, сохраняющейся до тех пор, пока К не станет настолько большим, что это приведет к ветвлению трещины. Минимальное значение К для скоростной зависимости коэффициента интенсивности напряжений обозначается через Кш- Практическую ценность для оценки Kim имеют методы испытаний на Kid, тре-щиностойкость по отношению к страгиванию трещины при быстром нагружении, и Кы, трещиностойкость по моменту остановки, трещины. Неопределенности, свойственные таким оценкам, и трудности испытаний возникают в основном в области температур выше температуры нулевой пластичности, где наблюдается быстрое увеличение вязкости. Применение глубоких поверхностных надрезов для преодоления затруднений при испытаниях в области большой вязкости материалов ставит серьезные проблемы, касающиеся применимости результатов испытаний к трещинам, существующим в толстостенных конструкциях. [c.9]

Схема испытания образца ДКБ, в которой нагружение в условиях фиксируемых смещений осуществляется посредством винта, ввинчиваемого в одно из плеч образца ДКБ и опирающегося на шариковую опору на другом плече, рассмотрена в работе Маркочев б. М., Краев А. Г., Бобринский А. П., Гольцев В. Ю., Самсонов В. С. Исследование вязкости разрушения корпусной стали 12Х2МФА по моменту старта и остановки трещины при неизотермических условиях испытаний. — В сб. Физика и механика деформации и разрушения. Вып. 4 М. Атомиздат, 1977, с. 41— 47, — Прим. ред. [c.46]

Конструкторы стоят перед дилеммой, когда начало распространения трещины в изделии не может быть предотвращс но при всех обстоятельствах, а катастрофическое разрушение большого масштаба не может быть допущено. Возмож- ными примерами, которые привлекли к себе внимание общественности, могут служить столкновения судов для перевозки сжиженного газ а, аварии арктических трубопроводов, аварийное состояние корпуса ядерного реактора, которое может наступить в результате возможной утечки теплоносителя. В этих случаях существенное значение приобретает вторая линия защиты — гарантия того, что трещина будет заторможена и остановлена. В других случаях экономически более эффективной может оказаться стратегия, при которой контроль за распространяющейся трещиной комбинируется с мерами для остановки трещины. Эта идея составляет основу плана мероприятий по предотвращению разрушения сварных корпусов судов, предложенного в 1974 г. в работе [1], R соответствии с которым ...основное значение придается использованию сталей с умеренной величиной ударной вязкости и применению надлежащим образом сконструированных приспособлений для остановки трещины . [c.222]

Несколько повреждений переходов из стали 12Х1МФ, расположенных на главном паропроводе горячей нитки промперегре-ва (570° С), были обнаружены после 10 тыс. ч работы блочной установки. Наряду с основными сквозными трещинами длиной 40— 70 мм (рис. 2, б) на внутренней поверхности трубы в нижней части образовалась сетка трещин резличной глубины. Характерно, что указанные повреждения имели место в металле как с низкой, так и с очень высокой ударной вязкостью. Причиной разрушения переходов паропроводов были температурные напряжения, возникшие в результате того, что при пуске и остановке блока пар, конденсируясь в верхней части паропровода (в районе предохранительных клапанов), стекал в нижнюю горячую часть паропроводов. На внутренней поверхности возникали растягивающие напряжения, которые могли превосходить предел текучести металла. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...