Вязкость разрушения — Понятие

Схема температурных зависимостей механических свойств при статическом растяжении представлена на рис. 3.1. На ней, так же как и на рис. 1.5, приведены зависимости истинного сопротивления разрыву 5к, предела прочности Sb, предела текучести St, сужения шейки if) и доли вязкой части излома в месте разрушения F . Эта диаграмма детализирует приведенные в 1 температурные зависимости в связи с характеристиками вязкости разрушения Ki - В области хрупких разрушений они описываются закономерностями линейной механики разрушения, основные понятия которой изложены выше. Предельные значения коэфф --10 [c.40]

Особый интерес к проблеме хрупкого разрушения возникает в связи со случаями внезапного разрушения ответственных конструкций, на поверхность которых нанесены хрупкие износостойкие покрытия. Для оценки надежности материалов с покрытиями необходимо экспериментальное определение их склонности к зарождению трещин, а также определение способности материалов противостоять процессу развития трещины или разрушению. Эти показатели объединяются в общее понятие — вязкость разрушения. [c.135]

Существуют различные классы композитных материалов, отличающиеся как областью применения, так и своими свойствами. Хотя прочностные свойства отдельных классов могут совпадать друг с другом, в этой главе будут рассмотрены только композиты с дисперсными частицами в хрупкой матрице. Понятие хрупкого поведения означает упругое состояние вплоть до разрушения и малую вязкость разрушения. Кроме керамики и перекрестно сшитых высокополимеров никакие материалы матрицы не подходят под это определение. Керамики являются наиболее хрупкими материалами и не обнаруживают текучести перед разрушением вплоть до температур, обычно превышающих половину их температуры плавления. Хрупким полимерам свойственна некоторая текучесть, но она пренебрежимо мала по сравнению с менее хрупкими полимерами (т. е. термопластами) и металлами. [c.12]

Вязкость разрушения, или сопротивление материала распространению трещины, может быть определена также при помощи понятия критических скоростей высвобождения энергии при продвижении трещины ди, связанных с Ki - Многочисленные авторы (см., например, [18—23]) исследовали распространение разрушения, изучая механизмы рассеяния энергии, например выдергивание волокна, нарушение связи волокно — матрица, релаксация напряжения, разветвление трещины и пластическое деформирование матрицы. Механизмы рассеяния энергии, знание которых позволяет определить вязкость разрушения, сложны по своей природе и зависят от прочности связи волокно — матрица, типа матрицы (хрупкая или пластичная), диаметра волокна, прочности волокна и т. д. Поэтому только тщательное исследование поверхностей, образовавшихся в результате разрушения, дает основание для установления соответствия экспериментально определенных значений Gu тому или иному механизму. Так, например, было сделано предположение о том, что вязкость разрушения стекло- и боропластиков связана главным образом с величиной упругой энергии, накопленной в волокнах, а соответствующая характеристика углепластиков на эпоксидном связующем — с работой докритического распространения микротрещины и работой выдергивания разорванных волокон. [c.53]

Во многих материалах для низких температур, имеющих высокую вязкость разрушения, перед разрушением происходит интенсивная пластическая деформация. Поэтому представления линейной упругой механики разрушения должны быть расширены на упруго-пластическую область. При этом используют три следующих понятия смещение при раскрытии трещины, /-интеграл и У -кривая. [c.16]

Часто понятие хрупкости (низкой вязкости раз ВИЛЬНО ассоциируется с понятием низкой прочно Прочность характеризуется напряжением, при ко разрушается. Оценка вязкости разрушения матери на. Качественно легко отличить хрупкие материал низкой вязкостью разрушения, такие как стекло нехрупких, или пластичных, с высокой вязкостью ких как некоторые металлы, например медь. Значи количественно оценить различие в поведении этих разрушении и найти показатели, пригодные для к расчетов. За многие годы было применено большое ных подходов к решению этой проблемы. [c.52]

К настоящему времени характеристика К с как показатель трещиностойкости материала получила широкое распространение в инженерной практике. При этом за указанной характеристикой закрепилось понятие вязкость разрушения . Это, но-видимому, связано с тем, что значения К с больше в тех случаях, когда поверхность разрушения данного материала вязкая, волокнистая. По нашему мнению, более закономерным, отражающим физическую природу данной характеристики, является, очевидно, понятие трещиностойкость материала, тем более что вязкость разрушения, вообще говоря,— весьма широкое понятие, означающее способность материала тормозить разрушение. Это свойство материала оценивают волокнистостью излома, ударной вязкостью, предельным сужением или удлинением стандартного образца и другими характеристиками, связанными с ресурсом пластичности материала в заданных условиях его работы. В книге Ki именуется трещиностойкостью материала. [c.127]

Вязкость разрушения — Понятие 229 [c.481]

Чтобы отразить эту зависимость для трещин нормального разрыва, будем обозначать через /С и /Сс коэффициент интенсивности напряжений и вязкость разрушения соответственно. Подчеркнем, что в определение понятия нормальный разрыв входят лишь условия /Си = Кш = О на расстояниях, больших по сравнению с размером пластической зоны и толщиной пластины реализующийся на самом деле тип разрыва может быть весьма далек-от нормального разрыва, в особенности в области вблизи свободной поверхности пластины. [c.175]

Одной из основных проблем материаловедения и металлургии является создание материалов с наибольшей вязкостью разрушения и наибольшей прочностью. Последнее требование выражено не вполне четко, так как прочность не является константой материала. Поэтому будем различать два понятия металлургическую прочность и конструкционную прочность. Под первой понимается (обычно приводимое в справочниках по материалам) значение прочности, полученное на гладких лабораторных образцах определенных размеров из материала в состоянии поставки. Прочность изделия из этого же материала (конструкционная прочность) иногда оказывается существенно меньшей. Особенно часто это происходит при приближении к области хрупкого разрушения. [c.197]

Понятие сверхтонкой структуры края трещины уточняется ниже. Формула (5.58) справедлива также для критических (предельных) значений коэффициентов интенсивности. Она позволяет определять вязкость разрушения Ki по экспериментальным значениям ki , последнее представляет большой практический интерес, так как для определения ki годятся образцы малых размеров, на которых тонкая структура края трещины не реализуется. [c.246]

Энергетические характеристики. Известно, что на образование новой поверхности тела, т. е. на распространение трещины, необходимо затратить определенную работу. Эти затраты можно покрыть за счет изменения упругой энергии тела при релаксации напряжений с ростом трещины. Отсюда следует известное понятие потока упругой энергии G в вершину трещины (см. п. 2.3.10). Равенство этого потока работе разрушения в критический момент дает при разрушении отрывом позволяет определить вязкость разрушения Gj - [c.240]

Понятие критической толщины вытекает из полученной в результате наблюдений зависимости вязкости разрушения от толщины материала, показанной на рис. 46. Для тонкого материала характерно вязкое разрушение и в 100% случаев разрушения в изломе видны губы среза . С увеличением толщины вязкость разрушения возрастает до максимального значения при критической толщине материала. Дальнейшее увеличение толщины ведет к развитию зоны разрушения отрывом и уменьшает вязкость разрушения до минимального значения, соответствующего условиям плоской деформации. [c.331]

Попыткой уменьшить зависимость диаграмм разрушения от геометрии образца является введенное Дж. Крафтом [46, с. 221] понятие / -кривых, т. е. зависимости длины трещины не от напряжения в сечении нетто образца с трещиной, а от сопротивления развитию трещины Я, которое при докритическом, стабильном разрушении в каждый момент равно вязкости разрушения [c.198]

Конечно, задачи и цели курса сопротивления материалов остаются прежними. Как в прошлом, так и ныне надо научить студента основам расчета на прочность и методам механики твердого деформируемого тела. Но сместились акценты. Появились новые идеи о вязкости материала, о развитии трещин, об их блокировании с помощью искусственно создаваемых структур. Те материалы, которые всегда и, казалось, навечно считались ни на что не пригодными, неожиданно стали рассматриваться как весьма перспективные. Наконец, изменилось и наше отношение к понятию сплошной непрерывной среды, в рамках которого рассматривается развитие деформаций и последующего разрушения. [c.7]

При сварке материалов, применяемых для изготовления аппаратуры, работающей в агрессивных средах при повышенных или криогенных температурах, под свариваемостью подразумевают также обеспечение специальных свойств (коррозионная стойкость, прочность и вязкость при рабочих температурах, сопротивление хрупкому разрушению). При наплавке деталей, работающих на истирание, должна быть обеспечена износостойкость, т.е. в понятие свариваемости входит прочность связи наплавленных слоев. [c.40]

Главное, что будет излагаться в этой книге, по существу, состоит из трех основных частей 1) основные понятия о перемещениях, внутренних напряжениях, деформациях и работе внутренних сил, а также о процессе нагружения малого элемента твердого тела 2) основные механические свойства твердых тел, такие, как упругость и идеальная пластичность, текучесть, ползучесть и релаксация, вязкость и динамическое сопротивление, усталость и разрушение 3) основные кинематические и геометрические гипотезы, упрощающие математическую постановку задач о напряжениях, деформациях, перемещениях и разрушениях твердых тел при различных внешних воздействиях, а также основные уравнения и методы решения задач о деформации и прочности тел. Методы сопротивления материалов отличаются от более строгих методов теории упругости и пластичности в основном введением ряда упрощающих предположений кинематического и геометрического характера и, тем не менее, в большинстве случаев оказываются достаточно точными. [c.12]

Понятие трещиностойкости стоит в одном ряду с такими понятиями механики материалов, как пластичность, прочность, ползучесть и т. п. Эти понятия отражают явления, происходящие с материалом, и реакцию материала на внешнее воздействие. Мера количественной оценки этой реакции может быть измерена разными величинами. Например, для тела с трещиной характеристики трещиностойкости можно оценивать критическим коэффициентом интенсивности напряжений, критическим раскрытием вершины трещины, удельной работой разрушения, критическим значением джей -интеграла, процентом волокна в изломе, критической температурой хрупкости, ударной вязкостью образца с трещиной и др. [c.91]

Здесь предполагается, что предельное критическое напряжение Ой зависит от концентрации водорода С в данном микрообъеме [381]. Расчет напряженно-деформированного состояния в окрестности вершины трещины [368] (рис. 41.3) показывает, что при л б эффективное напряжение Oef определяется практически растягивающим напряжением о , имеющим максимум при х = — Хш 26, а при а ss б в зависимости от значения параметра а в соответствии с (41.20) доминирующим фактором для напряжения Oef может оказаться интенсивность деформаций ер (см. рис. 41.5, а). Это, в частности, означает, что в отсутствие водорода, когда Ос можно считать константой, критическое условие (41.20) может быть выполнено при достижении в окрестности вершины трещины предельных деформаций е, или напряжений Оу. В связи со сказанным известные микромеханическпе критерии вязкости разрушения [253], основанные на понятиях критической деформации или критического напряжения, можно считать предельными случаями более общего критерия, получающегося из условия (41.20). Однако, если в отсутствие водорода соответствие какой-либо микромеханпческой модели вязкости разрушения (деформационной или силовой) данному материалу достаточно стабильно и определяется преимущественно свойствами самого сплава, то при водородном охрупчивании реализация этого соответствия существенно зависит от распределения водорода вблизи вершины трещины и его влияния на значение Ос. [c.334]

Скорость диссипации энергии на пластических деформациях, являющуюся в соответствии с теорией Гриффитса — Ирвина — Орована константой материала, можно теперь заменить другой материальной константой, равной критической скорости высвобождения энергии деформаций S в момент страгивания трещины. Поскольку коэффициент интенсивности напряжений Ki выражается через величину I , по формуле (10), то теорию Гриффитса — Ирвина — Орована можно переформулировать с использованием понятия коэффициента интенсивности напряжений К, который, таким образом, сравнивается с характеристикой материала К с по страгиванию трещины. Данное критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Кю называют вязкостью разрущения размерность вязкости разрушения равна [напряжение X (длина) /2]. [c.21]

Тня трещины в зависимости от уровня номинального напряжения и абсолютных размеров детали. Результаты расчетов соответствуют данным испытаний на / еталях больших размеров. Было введено понятие так назык аемой вязкости разрушення, характеризующей условия быстрого разрушения при напряжении ниже предела текучести. В настоящей книге автор выдвигает инженерные критерии прочности, основы которых фактически уже имелись в перечисленных выше работах. Прн этом были учтены также и результаты анализа напряженного состояния в окрестности края дефекта в статическом состоянии, так как роль максимального напряжения является существенной. [c.459]

Сопротивляемость материалов разрушению под действием ударных нагрузок характеризуется так называемой ударной вязкостью Он. Это понятие определяется количеством работы, затраченным на деформацию образца материала ударным изгибом. Во многих случаях материалы, имеющие близкие по величине статические характеристики механической прочности, резко отличаются по величине ударной вязкости. Работу, затраченную на деформацию материала при ударной нагрузке, принято относить к его поперечному сечению. Поэтому ударная вязкость выражается в кГ-м1см [c.16]

Развитие представлений об условиях образования хрупких состояшгй привело к понятиям о температурном запасе вязкости, о первой и второй критической температурах как характеризующих соответственно квази-хрункое и хрупкое состояние. Энергетическая трактовка в упруго-нласти-ческой постановке условий распространения инициированной трещины дала возможность охарактеризовать критический размер трещин или дефектов, способствующих возникновению хрупких разрушений, а путем применения статических представлений о вероятности существования опасных дефектов в напрягаемых объемах — оценить роль абсолютных размеров на прочность при хрупких состояниях. Результаты исследований критерием хрупкого разрушения обосновали методы испытания, позволяющие определять критические температуры и размеры трещин, а также разрушающие напряжения при квазихрупком и хрупком состоянии, необходимые для выбора материалов, производственных и эксплуатационных условий, исключающих воз-мон ность хрупких разрушений. [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...