Разрушение вязкое 37, 48 — Фронт

Соотношения (2.10) и (2.11) свидетельствуют о необходимости введения корректировок в определяемую вязкость разрушения не только на геометрию образца, но и на геометрию фронта трещины. Ее длина определяется пластическими свойствами материала и различиями в напряженном состоянии материала вдоль фронта трещины. Применительно к плоскому элементу конструкции имеет место зависимость вносимой энергии в образец при его одноосном растяжении от ширины пластины (2.4). Это связано с тем, что по мере увеличения ширины пластины появляется возможность немонотонного нарушения сплошности материала в результате релаксации напряжений после страгивания трещины в условиях вязкого поведения материала. Трещина производит скачкообразное перемещение, после чего происходит релаксация напряжений в вершине переместившейся трещины и она останавливается. Для ее дальнейшего продвижения нужно повысить уровень напряжения, что сопровождается следующим скачком трещины. После каскада скачков трещины происходит окончательное разрушение пластины. [c.108]

Разрушение образцов с ориентацией трещины 0Y при обеих формах цикла нагружения было одинаковым и принципиально отличалось от разрушения диска в эксплуатации. Развитие трещин в этих образцах шло с реализацией преимущественно вязкого внутризеренного разрушения материала, и на значительной площади изломов этих образцов были сформированы усталостные бороздки, направленные по фронту трещин (рис. 9.38). Хрупкого разрушения материала но границам фаз в изломах этих образцов практически не наблюдалось. Развивавшиеся в них трещины продвигались в магистральном направлении сплошным фронтом. Шаг усталостных бороздок в направлении развития трещин возрастал с 0,2 до 1,7 мкм (рис. 9.39). [c.512]

Известно, что вторая дисперсная фаза влияет на энергию разрушения хрупкой матрицы тремя путями. Один из них связан с пластической деформацией вследствие высоких напряжений около фронта трещины, и эта деформация поглощает энергию при развитии трещины. Явление пластической деформации обычно ассоциируется с такими вязкими материалами, как металлы и термопласты, но, поскольку энергия разрушения даже наиболее хрупких керамик и пластиков больше присущих им поверхностных энергий [2, 13], следует предположить, что развитие трещины во всех материалах сопровождается некоторой пластической деформацией. Как будет кратко показано, пластическая деформация, обусловленная ориентацией молекул, может быть в хрупких полимерах увеличена введением дисперсных частиц эластомера. Второй эффект дисперсной фазы состоит в увеличении шероховатости поверхности разрушения вследствие нерегулярной траектории продвижения трещины [37]. Поскольку при выводе уравнений для вычисления энергии разрушения предполагается, что поверхность трещины плоская, шероховатость поверхности будет увеличивать энергию разрушения. Третий эффект обусловлен взаимодействием трещины и второй дисперсной фазы и будет обсужден в первую очередь. [c.19]

ХОТЯ и встречались тонкие полосы вязкого разрушения, обусловленные, вероятно, разрывом границ, разделяющих зерна, которые разрушились путем скола (рис. 9). Поскольку замечено, что вязкое разрушение всегда ограничено областями границ зерен, то в образцах Б было меньше вязкой составляющей. На рис. 10 приведена область вблизи места остановки короткой трещины в образце Б, испытанном при 331 К, причем фронт остановившейся трещины показан в нижней части фигуры областью, находящейся не в фокусе ясно видно, что следы вязкого разрушения очень незначительны. [c.146]

Разрушение при ползучести. В. И. Розенблюм (1957) получил решение задачи об определении времени до разрушения диска постоянной толщины с отверстием. В основу положены уравнения установившейся ползучести, распространенные на случай конечных деформаций, таким образом, рассмотрена схема вязкого разрушения. Л. М. Качанов (1960) рассмотрел на основе своей теории некоторые задачи о времени разрушения стержневых систем, сформулировал общую постановку задачи о движении фронта разрушения и определил время разрушения скручиваемого вала. Ю. Н. Работнов (1963) решил задачу о разрушении диска с отверстием по схеме хрупкого разрушения. При этом учитывалось влияние накопления поврежденности на скорость ползучести и, следовательно, на распределение напряжений. Позже Ю. Н. Работнов (1968) рассмотрел вопрос о влиянии концентрации напряжений на длительную прочность. При этом считалось, что распределение напряжений мало отличается от распределения напряжений в жестко-пластическом теле, но переменная величина степени поврежденности со фигурирует в условии пластичности, которое становится подобным условию равновесия неоднородной сыпучей среды. [c.149]

Рассмотрим сначала случай твердой хрупкой частицы в относительно вязкой матрице. На поведение композита непосредственно влияют размер частиц, их объемная доля и прочность поверхности раздела. Частица действует как концентратор напряжений. Ее размер и расстояние до соседней частицы определяют взаимодействие между полями напряжений частиц. При разрушении такого композита трещина в непрерывной фазе (матрице) будет многократно наталкиваться на частицы. Если прочность поверхности раздела между частицей и матрицей мала, то трещина будет вести себя, как при взаимодействии с порой, поскольку такая частица не способна передавать растягивающие напряжения, а радиус кривизны у нее меньше, чем у фронта трещины. В результате возможен рост вязкости разрушения. Это подтверждается данными для армированных пластиков, у которых прочность связи по поверхности раздела можно в известной степени регулировать с помощью специальной обработки поверхности упрочнителя. В работах Браутмана и Саху [4], а также Уамбаха и др. [49] было установлено, что вязкость разрушения композитов с матрицей из эпоксидной смолы, полиэфира или полифениленоксида, армированных стеклянными сферами, растет по мере снижения прочности связи по поверхности раздела. Помимо затупления вершины трещины предложены и другие механизмы, объясняющие повышение вязкости разрушения. Браутман и Саху, например, связывают его с увеличением трещинообразования и деформации в подповерхностных слоях. Для исследованных композитов изменение объемной доли стеклянных шариков по-разному влияет на вязкость разру- [c.302]

Как уже отмечалось, переход от вязкого разрушения к хрупкому связан с переходом от контролируемого влияния на разрушение неустойчивости мезокластеров (вязкое разрушение) к неустойчивости микрокластеров (хрупкое разрушение). Это определяет изменение вида поверхности разрушения, обусловленное сменой объекта фрактальности и фрактальной размерности структуры зоны предразрушения, и спонтанное изменение вида зависимости фрактальной размерности от поперечной деформации (переход от зависимости (231) к (232) при Х /. = 0,5). Изменение объекта фрактальности характеризуется переходом при = 0,5 от фрактальной поверхности при 2 D 3 к фрактальному фронту трещины при 1 D 2. [c.183]

Разрушение мартенсита. Обычный вид излома мартенсита — квази- кол. Перед фронтом магистральной трещины происходит скол реек по плоскости (001), затем срезаются перемычки между фасетками скола. Работа G мала, так как сосредоточена в узком слое среза. Чем мельче зерно и пакет, тем тоньше рейки в нем, мельче фасетки скола в них, фуднее их зарождение и слияние. Поэтому при очень мелком зерне (в несколько микрометров) сопротивление квазисколу настолько высокое, что становится возможен вязкий ямочный излом. Прежде чем напряжение будет достигнуто, от металла отслаиваются редкие инородные включения в нем (обычно 0,1...0,01 % оксидов, нитридов, силикатов, сульфидов в виде частиц размером 0,1...1 мкм). Металл течет около включения, образуя полость-пору. Перемычки между соседними порами в конце концов сужаются в нож , и поры сливаются в ямочный излом — естественный вязкий излом с наибольшей возможной работой разрушения G. [c.341]

Изменение формы фронта усталостной трещины по мере ее роста указывает на то, что отдельные участки трещины движутся с различной скоростью. В начале двйжения трещины ее концы имеют значительно меньшую скорость, примерно на 20- 30%, чем середина. Однако по мере увеличения площади, занимаемой срезанными кромками образца, это отставание становится мало заметным, а к концу усталостного разрушения отмечается тенденция к более быстрому движению концов трещины. Из этого следует, что развитие вязкого разрушения по краям образца способствует не уменьшению скорости движения усталостной трещины, а даже, наоборот, некоторому увеличению по сравнению со скоростью движения трещины в середине толщины образца, где разрушение имеет более хрупкий характер. [c.331]

При оценке долговечности конструкций при сложном напряженном состоянии необходимо располагать данными о полях деформаций, фронтах развитля повреждений от нормальных и касательных напряжений. Условие max е, шь iD2 =le Ul] позволяет при этом определить место начального разрушения. Так, при испытаниях образцов с надрезом в условиях вязкого разрушения трещины берут начало у дна выточки. В области образования клиновидных трещин начало разрушения совпадает с областью максимальных нормальных напряжений при ползучести, несколько удаленной от дна выточки, В области хрупких разрушений путем образования микропор начальная трещина также образуется у дна выточки. Смешанному разрушению соответствуют промежуточные значения радиуса между дном выточки и точкой максимальных нормальных напряжений. При этом общая картина изменения пластической деформации сохраняется. На рис. 2.1 показана зависимость пластической деформации образцов со спиральным надрезом от температуры испытания в условиях заданной номинальной скорости ползучести. Уменьшение деформации пластичности с температурой связано с переходом к хрупкому разрушению с образованием клиновидных трещин, повышение пластичности при дальнейшем увеличении температуры бус-ловлено переходом к разрушению путем образования микропор на. границах зерен. [c.24]

Теоретической базой иопытаний на вязкость разрушения является линейная механика разрушения, анализирующая распределение напряжений у переднего края трещины. Он рассматривается как линейная зона возмущения, имеющая макроразмеры вдоль фронта распространения трещины и значительно меньшие размеры в двух других измерениях. Здесь наблюдается некоторая аналогия с теорией дислокаций, которая также имеет дело с линейными возмущениями (кристаллической решетки). Если теория дислокаций объяснила, почему техническая прочность намного меньше теоретической, то линейная механика разрушения объясняет, почему хрупкое разрушение развивается при значительно более низких напряжениях, чем вязкое. [c.197]

Размер зерен влияет на хрупкое разрушение двояким образом [102, 104, с. 7]. С увеличением диаметра зерна (возрастает длина пути непрерывного скольжения, т. е. уменьшается сила трения при движении дислокаций, но вместе с тем возрастает вероятность зарождения трещины большого размера. При переходе трещины через границы зерен с малыми углами разориен-тировки ее фронт не испытывает существенных изменений, если не считать появления больших ступеней скола в границе. При большом изменении ориентации в приграничных областях появляется узкая область вязкого разрушения иногда наблюдают полностью вязкое разрушение зерна. Перед фронтом главной трещины возможно зарождение трещин новой ориентации, что приводит к образованию резко выраженных линий разрыва в местах соединения трещин. Эти наблюдения приводят к выводу, что разрушение с большей легкостью должно проходить в монокристаллах, чем в поликристаллах. С уменьшением размера зерна процесс развития трещин затрудняется. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...