Условие разрушения при сдвиге

Предельное условие разрушения при сдвиге в виде линейного уравнения 51—оз= С1Н-С2( 1-г 1з) было предложено французским физиком Ку- [c.460]

ЧТО, несмотря на то что проводятся испытания образцов (моделей) при одноосном однородном напряженном состоянии, для некоторых материалов, в основном пластичных, фактически моделируется разрушение при сдвиге, а не при действии на сечение нормальных напряжений, как может показаться сначала. В то же время условия работы изделия и модели будут одинаковыми. [c.21]

Для того чтобы описать начало пластического течения и внутренний разрыв при растяжении любого материала, очевидно, необходимо знать величины прочностных характеристик Ху и Те (одноосные растягивающие напряжения, при которых начинается соответственно пластическое течение и внутренний разрыв при растяжении, если до этого не происходит каких-либо иных видов разрушения) вместе с законами, связывающими их с величинами Oi, 02, Оз, при которых эти типы разрушения могут появиться в случае более сложных напряженных состояний. Здесь же потребовалось бы дополнительное условие для задания величин Oi.-iJa,-Оз, при которых могло бы произойти хрупкое разрушение при сдвиге с третьей характеристикой прочности это условие могло бы связывать только две характеристики прочности вместе с касательными и нормальными напряжениями, возникающими на поверхности возможного разрушения. Об этом мало что известно, [c.36]

АЗ.1.2. Критерии разрушения при кратковременном статическом нагружении. Истинная диаграмма напряжений при растяжении заканчивается по достижении напряжением и деформацией значений, соответствующих разрыву образца о - Ор, ё = ёр. Аналогично определяются предельные характеристики при сжатии, сдвиге и некоторых других видах напряженного состояния. Однако в общем случае вопрос об условиях статического разрушения (или начала текучести) при различных видах напряженного состояния не может быть решен экспериментально ввиду чрезмерного объема испытаний и технических трудностей при их постановке. Отсюда возникла необходимость в построении математической модели, связывающей между собой (на основе какого-либо обоснованного общего критерия) условия разрушения при разных видах напряженного состояния. Таких критериев и соответственно моделей было предложено достаточно много. Как правило, они формулируются в параметрах напряженного состояния. Условие разрушения представляют в виде Од = Gp, где эквивалентное напряжение = Og (о,, 2 с з) как функция главных напряжений определяется выбранной моделью. Характеристиками в этих моделях являются предельные напряжения при таких видах нагружения, при которых они могут быть достаточно просто определены экспериментально (о , Ср, о,, ., т ). Модели, получившие наибольшее распространение [76], представлены в табл. АЗ.2 там же даны следующие из них отношения /Ор, V = На рис. АЗ.5, АЗ.6 для случая плосконапряжен- [c.71]

Для пластичных металлов теория наибольшего касательного напряжения может также выражать условие разрушения путем сдвига после предшествующей пластической деформации. Е. Дэвис обнаружил, например, что толстостенные цилиндры из среднеуглеродистой стали, подвергнутые действию внутреннего гидростатического давления и осевой нагрузки, после пластической деформации разрываются по поверхностям, наклоненным примерно под углом 45° относительно наибольшего и наименьшего главных напряжений, и что максимальное касательное напряжение по этим поверхностям сохраняет при разрушении приблизительно постоянное значение ). [c.240]

Это условие прочности тождественно условию (127) 63, которое мы имеем в случае одинаковой упругости и одинакового сопротивления разрушению при сдвиге во всех поперечных направлениях, если подставить вместо Т, которое представляло коэффициент сопротивления для всех направлений, V, характеризующее сопротивление в плоскости, параллельной большой оси 2Ь. [c.264]

Отметим прежде всего, что опасность наступления разрушения характеризуется не столько величинами внутренних усилий и моментов в сечении, сколько величинами наибольших нормальных и касательных напряжений, а также их комбинацией, которые действуют Б опасных (т. е. наиболее напряженных) точках сечения. Физически очевидно, что сколь угодно большие напряжения материал выдерживать не в состоянии. Поэтому величины наибольших напряжений из условия надежности работы детали необходимо ограничивать некоторыми допустимыми значениями. Их называют допускаемыми напряжениями. При растяжении и сжатии допускаемые напряжения обозначают соответственно [a.j.1 и [а 1, при сдвиге — [тР. [c.90]

Однако упрочнению при сдвигах сопутствует разупрочнение (разрыхление). Поэтому процесс сдвига обязательно сопровождается появлением зон, где атомные связи нарушаются, а новые не создаются. Проявляется это в том, что образовываются мельчайшие микротрещины, каждая из которых в определенных условиях (например, при соседстве нескольких зерен, ослабленных трещиной) может явиться очагом развития усталостной трещины, приводящей в конечном итоге к разрушению от усталости. [c.590]

Третья гипотеза, предложенная Кулоном в 1773 г., предполагает, что предельное напряженное состояние возникает в момент, когда в двух взаимно перпендикулярных сечениях, проведенных через исследуемую точку, наибольшие касательные напряжения достигают предельного значения, при котором возможно разрушение путем сдвига и скольжения одной части материала по другой. Эта гипотеза более совершенна, чем первые две, но применима лишь для пластичных материалов, т. е. при условии, если авр=а (, и для напряженных состояний, у которых и ст,, имеют разные знаки или одно из них равно нулю. Согласно третьей гипотезе, при переходе от состояния А к состоянию В (рис. 2.103) [c.239]

Условия разрушения хрупких и малопластичных материалов (когда (j S и Xi t) при плоском и объемном напряженном состоянии описываются семейством предельных кругов Мора. На рис. 1.3 представлено такое семейство для материала, имеющего предел прочности при растяжении 20А = ар, предел прочности при сжатии 05=(Тсж, предел прочности при сдвиге ОС=Тв. Гипотеза разрушения Мора предусматривает существование огибающей этих кругов, которая и характеризует систему предельных напряженных состояний перед разрушением. Для прямолинейной огибающей с углом наклона [c.9]

Анализ разрушения при сжатии с учетом силы трения был дан в работе [70]. В этом анализе граничные условия для пластины под действием сжатия Р и сдвига т (рис. 17, а) заменены эквивалентными (рис. 17, б) в предположении, что трещина не имеет толщины, сжимающее напряжение равномерно распределено по длине трещины и нет никакой сингулярности напряжений симметричного типа. Эффект сжимающего напряжения учитывается в виде фрикционной силы сцепления на берегах трещины. Общее распределение сил трения t показано на рис. 17, б, где на участке трещины с относительным смещением берегов (гЬ ) сила трения постоянна и просто равна произведению давления сжатия Р [c.240]

В большинстве исследований влияния сложного напряженного состояния на сопротивление разрушению (особенно разрушению в условиях ползучести) опыты проводились в ограниченном объеме при малом количестве испытаний и варьировании вида напряженного состояния в небольших пределах всего трехмерного пространства (испытания тонкостенных трубчатых образцов от чистого сдвига до двухосного растяжения), параллельные опыты на один и тот же режим в большинстве случаев отсутствуют, В связи с этим используются такие методы обработки экспериментальных данных, которые допускают совместный анализ результатов различных исследований, проведенных в разных условиях на материалах разного класса. С этой точки зрения целесообразно использование безразмерных координат, когда все параметры напряженного состояния отнесены к какой-либо характеристике механических свойств материала, например к условному пределу длительной прочности за определенный срок службы или к сопротивлению разрушения при кратковременном разрыве в условиях одноосного растяжения [c.130]

Сопротивление усталости металлов, особенно цветных, можно повысить путем создания сжимающих напряжений в поверхностных слоях. Дробеструйная обработка поверхности металла, предшествующая напылению металла, создает наклеп на на его поверхности, вследствие чего может увеличиться коррозионно-усталостная стойкость. Нанесение соответствующего протекторного металлизационного покрытия также может улучшить сопротивление действию коррозии там, где существуют условия, способствующие коррозионно-усталостному разрушению. При фретинг-коррозии концентрационные кислородные элементы, образуемые в мелких трещинах, и металлическая пудра, появляющаяся вследствие истирания при незначительном взаимном перемещении узлов соединения, вызывают локальную коррозию. Металлизационное покрытие создает более высокие антифрикционные свойства, снижающие возможность относительного сдвига, и обеспечивает протекторную защиту. Оба эти фактора способствуют уменьшению разрушения. [c.82]

При дроблении горных пород и руд, полезный компонент которых не отличается существенно по электрическим и физикомеханическим свойствам от вмещающих пород, подобно кристаллам слюды, и не имеют искажающих поле включений, подобно металлическим рудам, главным механизмом, обеспечивающим селективность разрушения, является избирательная направленность роста трещин по границам контакта (срастания) минералов. Этому могут способствовать как свойственное гетерогенным системам наличие дефектов по границам контакта, так и характер нагружения твердого тела, приводящий к росту трещин. Принципиальное отличие условий нагружения материала в ЭИ процессе (импульс давления ударной волны сменяется возникновением тангенциальных разрывных напряжений) от условий нагружения при механическом разрушении (преобладание напряжений сжатия и сдвига) и создает предпосылки для раскрытия поверхностей контакта кристаллов с вмещающей породой. В условиях разрыва даже минимальные локальные нарушения сплошности и дефекты по границам контакта способствуют раскрытию монокристаллических образований. На образце, приведенном на рис.5.27, видно как трещина, распространявшаяся в направлении, параллельном оси кристалла, огибает кристалл рубина вдоль его контакта с пустой породой, способствуя полному раскрытию кристаллов рубина. По этим причинам энергетическая оптимизация процесса дезинтеграции увязывается не столько с достижением минимальной энергоемкости, сколько с обеспечением условий для более продолжительного роста трещин при наименьших параметрах волны давления, а это, в свою очередь, обеспечит максимальное раскрытие и сохранность кристаллов драгоценных минералов. [c.245]

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя- [c.195]

Условия циклического нагружения элемента материала описываются, вообще говоря, большим числом независимых параметров. Даже в случае относительно простого синфазного нагружения, когда все компоненты напряжений изменяются с равными периодами с совпадением по фазе, либо со сдвигом фаз на 7г, количество независимых параметров может достигать 12. Опытная проверка критериев усталостного разрушения при сложном напряженном состоянии чрезвычайно трудоемка, и имеющиеся экспериментальные данные немногочисленны. Большинство известных исследований посвящено плоскому неоднородному напряженному состоянию, которое возникает в случае одновременных синфазных изгиба и кручения сплошных цилиндрических образцов. [c.347]

Необходимо определить вид разрушения и условия, приводящие к разрушению соединения. Классическими видами разрушения являются сдвиг в соединяющем материале и разрушения при растяжении или смятии в соединяемом материале. Разрушение при смятии не является препятствием для дальнейшего использования в конструкции данного вида материала и соединения. Этот вид разрушения происходит не мгновенно, в то время как разрушение за счет разрыва матрицы при растяжении происходит очень быстро. В случае, если соединение расположено слишком близко к торцу, при растяжении могут возникать большие моменты, приводящие к расслаиванию материала. [c.388]

УСЛОВИЯ РАЗРУШЕНИЯ / ГУКОВА ТЕЛА ПРИ ПРОСТОМ СДВИГЕ [c.224]

Наконец, при разрушении со сдвигом на части длины, исходя из условий предельного равновесия сечения на расстоянии а от свободного торца и сечения в заделке, соответственно [c.289]

При описании эффектов упрочнения и анализе условий, разрушения существенную роль играет суммарное формоизменение окрестности материальной частицы. Ее мерой может служить степень деформации сдвига [c.115]

Упругие жидкости 150 Упруго-вязкость 148 жидкости 148 твердого тела 148 Упругое последействие 163, 168 преддействие 168, 211 Упругость запаздывания 163, 168 объемная 56 поперечная 353 ускорение (о) 17 Ускорение силы тяжести (g) 18 Условие равновесия 17 Условие разрушения при сдвиге 224 Усталость 197 Усталостное разрушение 197 [c.380]

Предполагается, что однонаправленные ленточные композиции должны обладать высокой трансверсальной прочностью. Теоретические расчеты, выполненные с использованием ЭВМ, подтверждают это предположение [96]. Однако на практике часто наблюдается низкая прочность таких композиций [97]. Если адгезионная прочность сцепления ленты с матрицей мала, то прочность композиций резко падает с увеличением концентрации лент [96]. Кроме того, даже при хорошей адгезии экспериментальные значения прочности могут быть низкими из-за того, что матрица не удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям. Для достижения высокой прочности ленточных композиций необходимо выполнение следующих условий [98] повышенная адгезия полимера к ленте пластичность и высокие значения удлинения при разрыве матрицы для сведения к минимуму влияния концентрации напряжений из-за термических напряжений, возникающих в процессе получения образцов и изделий высокие значения wit (выше определенного критического уровня) и перекрывание лент для обеспечения полной передачи напряжений от матрицы к лентам регулярное распределение лент, с тем, чтобы обеспечить размер перекрываемых участков выше критического, а также полное отсутствие пор, пустот, отслоений матрицы от лент (это условие может быть выполнено только при высокой точности технологических процессов получения композиций) прочность матрицы при растяжении и сдвиге должна быть выше ее предела текучести композиция должна разрушаться трансверсальным разрывом лент, а не разрушением при сдвиге матрицы. [c.285]

Можно отметить следующие особенности разрушений при статическом нагружении при одновременном действии механических нагрузок и рабочих сред. В условиях общей коррозии характер разрушений мало отличается от такового при статическом нагружении в нейтральной среде. В зависимости от качества металла и свойств коррозионной среда разрывы происходят по механизму вязкого или хрупкого разрушения. Важно подчеркнуть, что только лишь в условиях общей коррозии может реализоваться вязкое разрушение бездефектного металла оборудования при нормальных режимах эксплуатации. Это можно объяснить тем, что, несмотря на постоянство действующей на объект нагрузки, из-за уменьшения рабочего сечения при коррозии напряжения и деформации возрастают, и в определенный момент времени возможно наступление текучести металла, а затем потеря устойчивости пластических деформаций (шейкообразование) по аналогичному механизму при растяжении образца монотонно возрастающей нагрузкой. В условиях локализованной (язвенной, точечной) коррозии коррозионные поражения инициируются в областях с выраженной механохимической неоднородностью свойств. При этом окончательное разрушение происходит в результате сдвига или отрыва. Часто имеет ме- [c.119]

Общий вид зависимостей а -Igr одинаков для всех покрытий и по мере увеличения защитного эффекта сдвигается параллельно в сторону увеличения Igr, что соответствует повышению предела статической водородной усталости. По росту защитного эффекта в условиях статической водородной усталости на базе испытаний 200 ч покрытия располагаются в такой последовательности d, Ni, Al. Данные по пределу статической водородной усталости на базе 200 ч и времени до разрушения при аот = = 0,7 и 0,8оотр приведены ниже. [c.88]

Двукратное увеличение межслой-нон прочности при сдвиге эпоксифе-нольных углепластиков достигается травлением углеродных волокон концентрированном азотной кислотой в течение 30 мин [20]. Прочность при растяжении в трансверсальном направлении углепластиков вследствие обработки волокон в азотной кислоте возрастает в 1.6 раза. Некоторое улучшение этих характеристик в слоистых стеклопластиках достигается также за счет пспольчЗования волокон некруглого поперечного сечения — эллипсоидных, ромбовидных, треугольных и др. Изменение формы углеродных волокон не оказывает заметного влияния на механические свойства углепластиков. Указанный метод приводит лишь к некоторому улучшению трансверсальных и сдвиговых свойств композиционных материалов, но не решает проблемы. Вследствие слоистой структуры в материале сохраняются плоскости, через которые напряжения передаются низкомодульным и низкопрочным связующим, что не исключает опасности преждевременного их разрушения. Особенно это относится к материалам, воспринимающим в конструкциях сдвиговую и трансверсальную нагрузку в условиях повышенных температур. [c.9]

Разрушение материала в условиях сдвига связано не только с процессом роста трещины по плоскостям скольжения. Даже при циклическом нагружении путем скручивания образцов развитие разрушения может происходить путем первоначального разрушения отрывом в направлении по касательной к границе фронта трещины [37, 38]. Такая ситуация имела место в условиях эксплуатации при разрушении шарнирного устройства в результате его заклинивания и повторного скручивания. Плоскость разрушения располагалась по галтельному переходу и была макроскопи- [c.92]

Были осуществлены и изгибные испытания однонаправленных стекло-эпоксидных образцов в условиях разрушающих нагрузок [33] результаты, показавшие большой разброс, оказались близки к данным, полученным при растяжении (рис. 20). Предполагалось, что поскольку при изгибных испытаниях возникает как растяжение, так и сжатие (дополнительно к сдвигу), то сначала нужно изучить временной механизм при сжатии. Объединяя его с механизмом замедленного разрушения при растяжении, уже можно проанализировать задачу изгиба и определить способ разрушения при различных комбинациях волокно — матрица. [c.296]

Термоциклическое нагружение происходит при специфических условиях, основными из которых являются неизотермическое деформирование материала, обусловливающее различную интенсивность накопления повреждений в первой и второй частях цикла одновременное накопление статического и циклического повреждений в течение каждого цикла разнородный характер повреждений (принтах материал подвергается более или менее длительному воздействию статической нагрузки с соответствующим повреждением границ зерен, а при тш — кратковременному унругопластическому деформированию, при котором деформации развиваются главным образом за счет сдвигов в теле зерен). Двойственный характер накапливаемого повреждения определяет и особый вид циклического упрочнения при термоусталости, выражающийся в чередовании процессов упрочнения и разупрочнения. Все эти обстоятельства проявляются и в характере разрушения при, термоциклическом нагружении, который, как упоминалось, является более сложным, чем при простых видах нагружения—механической усталости и длительном статическом нагружении. [c.98]

Необходимо отметить, что указанные факторы — амплитуда деформации, длительность и максимальная температура цикла — являются основными, но не единственными параметрами, определяющими вид разрушения. Не изменяя в целом вид диаграммы, границы областей, характеризующих разрушения различного вида, можно сдвигать в ту или иную сторону для учета воздействия технологических и экшлуатационных факторов (например, шособа и режима выплавки металла, влияния среды, защитных покрытий). Так, вакуумная выплавка никелевого сплава существенно повышает прочность границ зерен, вследствие чего при одних и тех же условиях нагружения смещается область величин сре, фо Ф 1 в которой разрушение происходит по границам зерен. Наоборот, при активном повреждении границ зерен, например при эксплуатации в газовых средах или при склонности материала к межкристаллитной коррозии, разрушение от термической усталости почти всегда начинается по границам зерен еледовательно, в этом случае уменьшаются области Л и 5 на рис. 58 (по границам зерен развивалось разрушение при нагружении стали 12Х18Н9Т при 750° С тв=1,5 [c.102]

С понижением вязкости материала изменяется тип р.тз- рушения от высокоэнгргетического сдвига до низкоэнергетического скола или отрыва. Поэтому резкое падение значений ударной вязкости свидетельствует о наступлении разрушения материала сколом, т. е. об охрупчивании материала при данных условиях испытания. При понижении температуры разрушение сколом характерно для распространенных малоуглеродистых и низколегированных сталей. Поэтому критическая температура хрупкости, установленная по резкому снижению величин ударной вязкости, пригодна для сопоставительной оценки их х.ладноломкости сталей. [c.34]

В связи с чувствительностью низколегированных трубных сталей к скорости деформирования наблюдается существенное различие между температурами перехода от вязкого разрушения к хрупкому, определяемыми на стадиях инициирования и распространения разрушения. При распространении трещины переходная температура устанавливается по результатам испытаний образцов падающим грузом согласно методике DWTT, а на стадии ее инициирования — в условиях статического нагружения стандартных образцов, используемых для оценки трещиностойкости материалов по критериям механики разрушения [21. В зависимости от марки трубной стали сдвиг между температурами перехода —T l может составлять 60 С и более. [c.281]

Кц (поперечный сдвиг), или Кщ (антиплоская деформация). Когда напряжения и деформации на фронте "трещины достигают критической величины, возникает нестабильность разрушения . Это критическое состояние при разрушении по типу I в условиях плоской деформации контролируется критическим значением АТ, = К .. Если реализуется предельное состояние, связанное с разрушением по типу II, то критерием разрушения является Кц , а по типу III — Кщс- Эти критерии отвечают вполне определенным механизмам движения берегов трехцины (рис. 91). В условиях плоского напряженного состояния критерием разрушения при отрыве является К . [c.140]

С достаточной досч оверностью установлено, что разрушение при пластическом течении зависит от всех главных касательных напряжений, а не просто от наибольшего из них, и происходит при достижении упругой энергией, накопленной при деформировании сдвигом, своего предельного значения. Это условие задает поверхность разрушения при пластическом течении в форме кругового цилиндра с осьнуОС (см. рис. 1.7), проходящей через начало [c.38]

С теоретической точки зрения эти расчеты являются весьма несовершенными, так как основьшаются на ряде упрощающих расчет допущений. К числу таких допущений относится в первую очередь предположение, что в сечении, по которому может произойти разрушение от сдвига, касательные напряжения распределены равномерно. Предполагается также, что все заклепки работают в одинаковых условиях, т.е. передаваемое усилие распределяется между заклепками равномерно, что при работе в упругой стадии не так. [c.164]

А6.3.8. Экспериментальная проверка модели. Анализ экспериментальных наблюдений показывает, что рассмотренная модель повреждения качественно отражает все наблюдаемые эффекты влияние частоты, наличия и длительности выдержек, знака напряжения в полуцикле с выдержкой, большее повреждение ползучести в условиях чистой ползучести, влияние порядка чередования пластической деформации и ползучести в полуцикле, неизотермичности и т. п. Относительные количественные сопоставления в этих условиях также показьшают удовлетворительную адекватность модели. Проведены и специальные экспе-жменты для идентификации и проверки адекватности модели 73]. На рис. А6.14 приведены результаты таких сопоставлений для нескольких конструкционных материалов в условиях растя-жения-сжатия и чистого сдвига, с выдержками и без выдержек (в обозначениях сс — двусторонняя выдержка, рр — отсутствие выдержек, ср — выдержка при растяжении или односторонняя выдержка при сдвиге, рс — выдержка при сжатии). В этих испытаниях, а также в других, в том числе неизотермических, расхождение расчетных и экспериментальных Np чисел циклов до разрушения не выходит за пределы двукратного коридора. [c.237]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...