Разрушение основные механизмы

При квазихрупком разрушении основным механизмом диссипации является релаксация упругих напряжений на шероховатой фрактальной поверхности трещины. При этом диссипирует Ц-я часть упругих деформаций (остальная часть расходуется на образование новых поверхностей при возникновении трещин) [c.179]

При дальнейшем повышении температуры испытания основным механизмом разрушения становится механизм роста и объединения пор так, при Т = —20 °С средняя длина крупных расслоений достигает только 50 мкм, при Г = 20°С расслоение в изломе практически отсутствует. Чашечный характер излома в области умеренных температур показан на рис. 2А,д,е. Средний диаметр крупных ямок составляет примерно 15 мкм, мелких— около 1 мкм. [c.56]

Основным механизмом вязкого разрушения является зарождение, рост и объединение пор. В конструкционных сталях при незначительном деформировании поры образуются в первую очередь в результате отслаивания слабо связанных с ферритной матрицей крупных сульфидов марганца (MnS) и включений глинозема (АЬОз) [222]. Такие частицы, как карбиды и нитриды, в сталях связаны с матрицей весьма прочно, и поры могут возникать только при высоких локальных напряжениях. Поэтому для возникновения пор на карбидах необходимы большие пластические деформации. [c.111]

В предлагаемой методике в качестве основного механизма, контролирующего разрушение, принимается накопление повреждений при медленном квазистатическом деформировании материала, которое обусловлено процессом низкотемпературной ползучести при напряжениях выше предела текучести. С пог мощью данной методики осуществляется расчет временного ресурса конструкции при статическом нагружении в условиях действия коррозионной среды. [c.329]

Карты механизмов деформации и разрушения, предложенные Эшби и соавторами [30—32], являются заметным этапом развития современной физики прочности. Благодаря им появилась возможность свести в единую логическую систему взглядов многочисленные результаты самых разнообразных исследований в области пластической деформации и разрушения материалов. Простая и наглядная форма взаимосвязи механизмов деформации с уровнем механических свойств материала в широком диапазоне температур позволяет выделить основной механизм деформации в каждом из температурных интервалов. При этом карты Эшби несут как бы двойную нагрузку, с одной стороны, они являются фактически механическим паспортом материала, а с другой,— акцентируют внимание на узловых и, следовательно, наиболее актуальных и перспективных направлениях исследований. [c.18]

Возвращаясь к низкотемпературной области (ГС 0,15—0,27 л) деформации, наиболее интересующей нас в связи с исследованием деформационного упрочнения и разрушения поликристаллических ОЦК-металлов, рассмотрим основные механизмы, объясняющие резкое повышение (см. рис. 2.8) прочностных свойств в этой области. [c.45]

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗРУШЕНИЯ [c.187]

Вблизи очага разрушения усталостные бороздки были отчетливо видны. В ступичной части диска они определяли основной механизм накопления повреждений в материале при развитии усталостной трещины. Помимо того, в изломе диска наб./1Ю-дались участки с выраженным ямочным рельефом, количество которых возрастало в направлении развития трещины. В полотне диска основная морфология рельефа соответствовала зонам статиче- [c.489]

Сплавы на основе меди широко применяют в условиях погружения в морскую воду. Коррозионное поведение этих сплавов в морской воде несколько отличается от поведения других металлов, таких как сталь и алюминий. Прежде чем перейти к анализу коррозионных данных, рассмотрим факторы, влияющие на коррозию меди и ее сплавов в морской воде, а также основные механизмы коррозионного разрушения таких сплавов. [c.97]

В последующих главах будут описаны механизмы разрушения основных представителей разрушающихся теплозащитных материалов. Для определенности каждый раз будут указаны некоторые эталонные материалы данного класса. Эксперименты указали на некоторую консервативность механизма разрушения к химическому составу небольшие добавки инородных компонент не меняют существа зависимостей параметров разрушения от характеристик набегающего газового потока. Поэтому все представленные численные результаты могут быть распространены на целую группу материалов. [c.134]

Фрикционное взаимодействие сопровождается изнашиванием, т. е. поверхностным разрушением материалов. Механизмы изнашивания АПМ по стали целесообразно условно объединить в следующие основные группы усталостного и абразивного изнашивания. [c.65]

В этой связи следует указать, что эрозии подвергаются такие химически пассивные материалы, как агат, бетон, золото и др. [Л. 85]. Известны примеры очень интенсивной эрозии, когда сквозное эрозионное разрушение металлической пластинки высокоскоростной струей воды происходит за несколько секунд Л- 47] или сильная эрозия возникает с нескольких ударов крупных капель Л. 48, 79 и др.]. При столь малом времени эрозионного разрушения бессмысленно говорить о преобладающей роли коррозии. Исследовав более тридцати различных материалов в морской воде, авторы [Л. 43 и 98] пришли к выводу, что скорость эрозионного разрушения при кавитации превосходит скорость коррозионного разрушения в среднем более чем на четыре порядка. При кавитации в неагрессивных жидкостях химические процессы только сопровождают основной механизм эрозионного воздействия, подготовляя деталь к последующему более легкому повреждению, и тем самым ускоряют процесс 158 [c.58]

Не останавливаясь на основных механизмах деформирования и разрушения металлов при высокотемпературной ползучести и механической усталости при низких и повышенных температурах [2], рассмотрим результаты исследований изменения структуры и физико-механических свойств металлов в режимах кратковременного и длительного термоциклического и комбинированного нагружения с ползучестью. [c.102]

Рассмотрение разрушения металлов как процесса, связанного с неравновесными фазовыми переходами [11], позволяет ввести обобщенные критерии разрушения, отражающие коллективные эффекты при пластической деформации и разрушении твердых тел, и самоорганизацию диссипативных структур. Из анализа разрушения с позиций синергетики следует, что сопротивление разрушению твердых тел определяется диссипативными свойствами. Показателем диссипативных свойств материала при самоподобном разрушении является фрактальная размерность, учитывающая вклад в диссипацию энергии двух основных механизмов пластической деформации и образования несплошностей. В этой связи критерии фрактальной механики разрушения являются комплексами — двух- или трехпараметрическими. В линейной и нелинейной механике разрушения, как известно, уже давно используются двухпараметрические критерии. Отличие двухпараметрических критериев фрактальной механики разрушения от критериев линейной механики заключается в том, что они определяют условия перехода разрушения на стадию самоподобного разрушения, контролируемого критической плотностью внутренней энергии и ее эволюцией в процессе роста трещины. Так как самоподобное [c.169]

Фреттинг-износ представляет собой изменение размеров вследствие износа, причиной которого служит фреттинг на поверхности контакта двух поверхностей. Представляется, что основными механизмами разрушения вследствие фреттинг-износа являются [c.487]

Пришла пора откровенно признать, что создание механики разрушения явилось одним из величайших достижений ученых-ме-хаников и материаловедов за истекшие 50 лет. Суш ествует повсеместно распространенное мнение — как на уровне государственного, так и частного сектора производства — о том, что достигнутое понимание основных механизмов разрушения, а также внедрение контроля поврежденности в методологию технического проектирования оказало большое влияние на экономический аспект проблемы разрушения конструкций и привело к огромному финансовому выигрышу. [c.8]

В этих уравнениях у — поверхностная энергия разрушения, т. е. энергия, затрачиваемая на образование единицы новой поверхности 01,2—разрывная прочность волокон L—длина волокон Ькр— критическая длина волокон, определяемая по уравнению (8.18) Ьд — длина участка волокна, по которому происходит разрушение адгезионной связи. Если выдергивание волокон является основным механизмом затрат энергии, наибольшая ударная прочность должна быть при Ь = кр- Разрушение связи волокно—матрица из-за плохой адгезии делает композиции менее чувствительными к надрезам и трещинам [89]. Таким образом, факторы, которые обусловливают увеличение ударной прочности волокнистых композиций, такие, как облегчение выдергивания волокон из матрицы и разрушения связи между ними, являются в то же время причинами снижения разрывной прочности при малых скоростях нагружения. [c.280]

Существующие экспериментальные данные создают впечатление, что в основе наблюдаемого явления могут лежать четыре основных механизма проскальзывание материала у стенок разрушение упругих жидкостей и образование в них трещин упругая гидродинамическая неустойчивость структурная неустойчивость, обусловленная аномалией вязкости в зависимости от деформированного состояния материала и от температуры. Рассмотрим коротко эти механизмы. [c.34]

Мы уже разобрались в основных механизмах движения трещины, в том, откуда берется энергия, идущая на рост трещины, можем рассчитать уровень безопасных рабочих напряжений, а также долговечность реальных конструкций с дефектами. Поговорим немного об основных направлениях исследований, связанных с живучестью конструкций, и оценим эти усилия с точки зрения механики разрушения. Бесспорно, что в хорошо спроектированной конструкции должна быть организована глубоко эшелонированная оборона от наступления трещин, причем война должна вестись на каждом рубеже. [c.183]

Переходные температуры при испытаниях на удар (обычные испытания образцов с надрезом или ДР испытания), очевидно, зависят от геометрии образца. Можно изучить влияние геометрических переменных (как для статического изгиба), и тогда положение определенной переходной температуры можно объяснить с точки зрения условий зарождения хрупкого или вязкого разрушения, затем их можно увязать с ранее обсужденными механизмами разрушения. Основными факторами, влияющими на разрушение сколом, являются предел текучести, перенапряжение и микроструктура, а на вязкое разрушение — концентрация деформаций, градиент деформаций и микроструктура. Переходные кривые при ударном нагружении должны учитывать влияние высоких скоростей деформации на предел текучести и коэффициент деформационного упрочнения. [c.212]

И. В. Крагельский с сотр. показали, что в зависимости от прочности молекулярных связей на сдвиг по отношению к пределу текучести материала и величины относительного внедрения неровностей сжатых поверхностей hjR (R — радиус неровности, h — глубина ее внедрения в поверхность контртела) возможны пять основных механизмов разрушения поверхностей трения или пять (/—5) видов нарушения фрикционных связей (рис. 20.28) [20.35]. [c.392]

Сравнение диаграмм рис. 55 (разрушение включения) и рис, 56 (разрушение матрицы вблизи конца включения) позволяет ответить также на вопрос, какой из этих двух основных механизмов реализуется в том или другом конкретном случае. [c.124]

Рассмотрим результаты экспериментов, характеризующие влияние скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, и сопоставим их с механизмами накопления повреждений и разрушения. Основная закономерность, которая наблюдается при различных схемах деформирования в условиях, когда скоростные параметры нагружения влияют на характеристики разрушения, состоит в уменьшении критических значений этих характеристик при снижении эффективной скорости деформирования. Так, при испытании на ползучесть в определенном температурном интервале снижение скорости установившейся ползучести, вызванное уменьшением приложенных напряжений, может приводить к уменьшению деформации ef, соответствующей разрушению образца. В качествее примера на рис. 3.1, а приведены результаты опытов на ползучесть для ферритной стали, содержащей 0,5% Сг, 0,25% Мо, 0,25% V, при 7 = 550°С и напряжении а =150- 350 МПа [342]. При скорости установившейся ползучести порядка 10 3 с деформация до разрушения образца составляет всего несколько процентов. [c.151]

Итак, сопротивление разрушению твердых тел определяется диссипативными процессами, в течение которых в материале происходит формирование зон поверхностных переходных слоев - зоны скопления дислокаций и аморфной зоны с фрактально пористой структурой. Показателем диссипативных свойств материала при самоподобном разрушении является фрактальная размерность, учитывающ.ая вклад в диссипацию энергии двух основных механизмов пластической деформации (образование зоны скопления дислокаций) и образования иесппошностей (образованиие аморфной зоны и переходного слоя вблизи вершины трещины). [c.131]

Рис. 41. Схемы основных механизмом разрушения (1 - 6) и фрактографическая картина некоторых видов поверхностей разрушения (а - г) 1 - скол 2 - отрыв 3 - сдвиг 4 - порообразование 5 - межзеренное порообразование 6 - межзеренное хрупкое разрушение а) скол б) озрыв в) скол и межзеренное разрушение г) межзеренное разрушение пористого

С тех пор как была выполнена эта работа, область применения композитных материалов существенно расширилась. Поэтому сейчас предлагается различать пять основных типов нестабильности поверхности раздела. Первый тип нестабильности имеет ту же причину, что и перестаривание дисперсионно-твердеющих сплавов. Основными механизмами нестабильности этого типа, идентичной физико-химической нестабильности по Паррату [30], являются растворение и осаждение. Второй тип нестабильности связан с растворением без последующего повторного выделения. В качестве примера такой системы может служить ниобий, упрочненный вольфрамовой проволокой. Третий тип нестабильности обусловлен непрерывно протекающей реакцией на поверхности раздела в композитах П1 класса. Нестабильность, аналогичная этой, но вызванная реакциями обмена, составляет четвертый тип. Нестабильности третьего и четвертого типа подобны химической нестабильности по Байлсу и др. [5]. Пятый тип является новым в классификации. Эта нестабильность, связанная с разрушением [c.89]

Недавно был установлен основной механизм окисной связи в комлозитных материалах А1 — В, хотя многие детали процесса до сих пор остаются неясными. С концепцией окисной связи согласуются и данные о эрозии окисной пленки под действием расплава алюминия, и данные о ее сохранении при изготовлении композита путем диффузионной сварки в оптимальных условиях. Разрушение окисной пленки инициирует химическую реакцию. Механизм разрушения окисных пленок сложен он включает как механические разрывы, так и сфероидизацию. Механические разрывы — основной вид разрушения связи, создаваемой диффузионной сваркой, но они происходят лишь в Отдельных точках. Сферо-идизация — длительный процесс нарушения сплошности пленки, который определяется избытком поверхностной энергии тонких окисных слоев. [c.97]

Начиная с некоторой стадии ползучести, основным механизмом разупрочнения материала становится процесс образования и развития трещин [41]. Время возникновения макротрещин и кинетика их развития, скорость и характер распространения, количество, последовательность возникновения определяются помимо структуры материала уровнем температуры и напряжения. Повышение напряжения уменьшает относительное (как доля от общей долговечности) время жизни образца с трещиной Ттр-Так, относительное время жизни образцов от момента образования трещины протяженностью 0,01 мм до полного разрушения в высокожаропрочном деформируемом никелевом сплаве ЖС6КП при температуре испытания 980°С составляло при напряжениях 0,16, 0,18, 0,19, 0,20, ГН/м 60, 36, 28, 22% соответственно. [c.85]

Однако ситуация может измениться, если рассматриваются реальные сплавы, содержащие упрочняющие частицы. Так, из работы [5] следует, что в серии различно ориентированных монокристаллов аустенитной стали в большинстве случаев наблюдались плоские поверхности разрушения, в то время как условия их образования для монокристаллов ферритной стали оказались более жесткими. Сказанное относится ко второй стадии развития трещин усталости, когда механизм пластичных бороздок является основным механизмом роста трещины, а первая стадия занимает лишь фазу зарождения в общем процессе разрушения. Монокристаллы сплава на никелевой основе, упрочненные у -фазой, проявили склонность к распространению трещины целиком на первой стадии (на цилиндрических образцах при пульсирующем растяжении) [6, 7J. В этом случае механизм понере-менного скольжения при раскрытии трещины вообще не реализовался. [c.147]

Термоактивируемые процессы являются основным механизмом деформации и разрушения твердых тел в кинетических теориях прочности [34, 231]. При высокоскоростной деформации они действуют наряду с другими процессами и являются определяющими [410] при определенных режимах нагружения. [c.28]

При рассмотрении предложенного механизма следует отметить неко-торые спорные положения. Так, авторы /41, 45/ считают, что разрушение основной массы материала, включая зону растрескивания, происходит за счет сжимающих усилий, а растягивающие усилия работают только вблизи границы свободной поверхности. А в работах [c.84]

Оценка кратковременных свойств металла околошовной зоны недостаточна, так как в условиях эксплуатации ответственным за локальные разрушения является механизм ползучести. В связи с этим целесообразно проводить испытания синтетических образцов и на длительную прочность. На рис. 78 приведены построенные по первичным данным К. В. Любавского и М. М. Тимофеева такие зависимости длительной прочности и пластичности при 580° С основного металла и околошовной зоны стали 1Х14Н14В2М (ЭИ257). Последняя обладает меньшими прочностью и пластичностью. Однако если в отношении прочности эта разница сравнительно невелика, то пластичность околошовной зоны примерно [c.132]

Стойкость композиционных материалов к разрушению определяется большим числом факторов и существует множество предположений, какой из вероятных микромеханических механизмов разрушения вносит основной вклад в работу разрушения. Более подробное обсуждение этого вопроса будет проведено при анализе работы разрушения материалов с непрерывными волокнами, а здесь изложены некоторые общие представления. В композиционных материалах на основе хрупкой матрицы (отвержденные эпоксидные или полиэфирные смолы) и хрупких волокон (стеклянных, углеродных или борных) поверхностная энергия разрушения волокон равна примерно 5 Дж/м , матрицы — не более 500 Дж/м , а материала в целом при хорошем его качестве и высокой степени ориентации — около 200-Дж/м и даже выше. Предполагается два основных механизма поглощения энергии при разрушении таких материалов — на преодоление трения волокон относительно матрицы при их извлечении из нее или на упругий отрыв волокон от матрицы [65]. В композициях с короткими волокнами более важную роль играет первый механизм, так как концы большинства волокон должны быть ближе к поверхности трещины, чем половина критической длины и, следовательно, эти концы будут извлекаться из матрицы при распространении трещины. При этом работа по преодолению трсиия волокон относительно матрицы при их извлечении дает основной вклад в измеренную энергию разрушения материала. Купер [66] показал, что максимальная энергия разрушения композиций с короткими волок- [c.100]

Таким образом, статистический метод позволяет выдгрг " основных механизма разрушения композиционных мао Если наблюдается большой разброс в прочности индивиду , ... волокон, разрушение происходит случайно в любом месте мате- [c.112]

При испытаниях материалов на лабораторных установках должны воспроизводиться основные условия трения на поверхности, которые имеются при эксплуатации деталей, при том, что обеспечивается один и тот же вид изнашивания [40]. Для правильного выбора методики и условий испытаний на лабораторной установке необходимо подробно ознакомиться с условиями работы исследуемого узла трения (характер смазки, скорость скольжения, давление в зоне контакта, температура в поверхностном слое деталей и др.), а также установить основной механиз.м (вид) изнашивания пары. Выявить основной механизм изнашивания можно лишь при тщательном изучении характера повреждений рабочей поверхности деталей, а также структурных изменений в их активных слоях. В тех случаях, когда на лабораторных установках воспроизведение условий трения при эксплуатации затруднено, используют следующие критерии правильности выбора условий испытаний [40] 1) обеспечение одинаковой формы разрушения материала при испытании на лабораторной установке и при эксплуатации детали 2) обеспечение одинакового характера повреждений поверхности, структурных изменений и мнкротвердо-сти поверхностного слоя материала, испытанного на лабораторной установке и в условиях эксплуатации. [c.270]

Экспериментальными исследованиями показано, что слоистые металлические композиционные материалы, у которых прочность связи или прочность промежуточных слоев меньше, чем у основных компонентов, обладают более высоким сопротивлением распространению трещин по сравнению с монолитным материалом или с композиционным материалом с очень высокой прочностью связи. Арнольд [7] указал на преимущества слоистого материала из стальных листов с точки зрения улучшения вязкости, а Блюм [10] обсуждал этот эффект, исходя из бимодальной модели разрушения. Эмбури и др. [16] определили два основных механизма разрушения. [c.67]

Основной механизм разрушения и закономерности одинаковы при динамич. и статич. У. м., однако при динамич. испытаниях на 0СН0В1ЮЙ процесс разрушения накладываются др. сиецифич. процессы расшатывание структуры (ноликристал-лич. материалы), существенный разогрев материала в местах перенапряжений (пластмассы, резины), механо-химич. процессы, явления релаксации и последействия (резины), адсорбционное последействие (если разрушение происходит в поверхностно-активной среде) и т. д. Чтобы оттенить сложность динамич. усталости резин по сравнению с их статич. усталостью, процессы, протекающие при их многократных деформациях, принято называть утомлением. [c.388]

Разрушение конструкций из составных материалов с различными физическими свойствами обладает многими специфическими особенностями, весьма затрудняющими адекватное теоретическое описание основных механизмов их дес рмирования и разрушения. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...