Критерий остановки трещины

Хотя исследования по определению скорости распространения трещины были основаны на этом или другом равнозначном энергетическом критерии, его использование для решения проблемы остановки трещины было минимальным. Следовательно, наибольшая часть современной литературы об остановке трещины базируется на статических или квазистатических схемах, хотя ниже рассмотрены и динамические явления. Более того, применение статических методов анализа предложено по меньшей мере половиной исследователей, которые изучали роль динамических эффектов. Ирвин и Уэллс (1965 г.) предложили рассматривать остановку трещины как простое реверсирование по шкале времени возможных начальных явлений плоской деформации . Основываясь на этой концепции, можно представить схематично критерий остановки трещин, как и критерий их неустойчивого распространения. [c.24]

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]

Определение критерия остановки трещины для случая общей текучести. [c.60]

Определение критерия остановки трещины и его обоснование. [c.60]

Критерий остановки трещины 14, 159, 160, 170 - 173 разрушения 19 - 21, 25, 26, 159 [c.236]

Критерий остановки трещины может быть просто записан через силу, которая движет трещину, и минимальное сопротивление разрушению, выраженное либо через энергию, либо через интенсивность напряжений ) [c.44]

Температурная зависимость к используется в методе Робертсона для определения значений Vk и других характеристик сопротивления хрупкому разрушению по критерию остановки распространяющейся трещины. По этому методу в статически растянутой напряжением Ок пластине трещина инициируется односторонним надрезом, который расклинивается ударом (рис. 3.9,а). Другим способом инициирования трещины в предварительно [c.51]

Конечная цель всех исследований закономерностей усталостного разрушения управлять процессом распространения трещин путем его моделирования, вводя обоснованный контроль в зонах распространения трещин, сопоставляя прогноз с реализуемым процессом. По результатам контроля уточняются данные моделирования и обосновывается периодичность осмотров деталей по критерию роста трещин, а также разрабатывается система воздействия на деталь с трещиной в условиях эксплуатации или при ремонте с целью уменьшения скорости роста трещины вплоть до ее полной остановки. С точки зрения организационной структуры несомненно, что полностью система управления может быть реализована при взаимодействии многих организаций и научных направлений. Вместе с тем следует выделить решение задачи, являющейся основной, связанной с представлением о том, как ведет себя металл с развивающейся усталостной трещиной при эксплуатационном нагружении. В этом направлении выполнено множество исследований, которые обобщены, например в [6-11]. Из рассмотрения в качестве характеристики процесса разрушения скорости роста трещины и коэффициента интенсивности напряжения изучены различные внешние воздействия для множества конструкционных материалов. Однако все попытки ввести единообразное описание кинетического процесса до настоящего времени не дали положительного результата. [c.21]

Второй этап — остановка трещины и ее медленное подрастание в пределах зоны пластической деформации до точки 3 (рис. 8.25). Оценивается экспериментально по критерию длительности задержки трещины. Длина трещины 013 может быть получена расчетным путем на основе уравнений (2.2), как размер зоны пластической деформации в разных направлениях от вершины трещины. [c.440]

Методические рекомендации МР 71-82 [7] регламентируют способы определения параметров, характеризующих стадию остановки нестабильно распространяющейся хрупкой трещины, и включают два вида испытаний. Первое из них, проводимое на двухконсольном балочном образце в изотермических условиях, позволяет оценить стадию остановки трещины, обусловленную уменьшением жесткости напряженного состояния в вершине движущейся трещины. Условия остановки в этом случае описываются с помощью как функции температуры испытаний. Второй вид испытаний с предварительным инициированием хрупкого разрушения проводится на плоских образцах при растяжении с градиентом температур рабочей части, что дает возможность оценить условия остановки, происходящей за счет повышения трещиностойкости материала на пути трещины. В качестве критерия используется температура материала в вершине остановившейся трещины t°, а результаты испытаний записываются в виде зависимости ( /сгод) для данной толщины листа, где а — исходное номинальное напряжение. [c.18]

Предложенная методика испытаний позволила провести комплексное исследование широкого ряда плакированных сталей и их сварных соединений при различных режимах нагружения и выявить на основе критериев механики разрушения закономерности влияния плакирования на процессы докритического усталостного подроста, инициации и остановки трещин в широком интервале изменения температур, толщин образцов и коэффициента плакирования. [c.127]

Температурная зависимость Урс используется в методе Робертсона для определения значений урс и других характеристик сопротивления хрупкому разрушению по критерию остановки распространяющейся трещины [57]. По этому методу в статически растянутой пластине напряжением сг трещина инициируется односторонним надрезом, который расклинивается ударом (рис. 14). Пластина по ширине неравномерно нагрета (в области надреза она охлаждена), возникшая от надреза трещина, встречая в более теплой части повышенное сопротивление своему развитию, останавливается в месте, где температура напряжение и длина тре- [c.241]

Сх)Постав.тение значений К с Для малоуглеродистых сталей, полученных по критериям возникновения и остановки трещины [51], показало, что при 196°С они не отличаются, а при 80°С превышение К с по возникновению трещины достигает трехкратного. [c.244]

Как и человеческая жизнь, период существования трещины включает зарождение, рост и конец существования. Эта конечная стадия, т. е. остановка трещины, может быть лучше всего понята при рассмотрении факторов, определяющих предыдущие стадии развития трещины. Поэтому, несмотря на то, что основное внимание следует уделять рассмотрению явления остановки трещины, чрезвычайно важно проникнуть в некоторые аспекты ее зарождения, развития и последующего распространения. Именно на этой основе создан критерий оценки трещины на стадии ее остановки. [c.16]

Однако можно обойтись без строгого определения характера этих понятий путем использования параметра К для оценки поля напряжений около вершины трещины и увязки критического значения этого параметра Кс с неустойчивостью трещины. Вспомним, что К есть функция нагрузки и формы данного образца. Ниже показано, что при критическом значении К = Кс трещина действительно может стать неустойчивой и может начать распространяться. Во время такого распространения трещины напряжения в образце меняются, и фактически изменяется длина образца или приложенная извне нагрузка. Характер этих изменений определяется формой образца, граничными условиями (например, неподвижные зажимы при постоянной нагрузке) и скоростью распространения трещины. Для некоторых конфигураций образцов и граничных условий коэффициент интенсивности напряжений вначале растет, а затем (после возникновения условий неустойчивости) падает. Простым критерием остановки может служить тот факт, что К в конечном счете понижается до значения ниже критического Кс Кс принимается постоянным для начальной неустойчивости и для остановки). Ниже показано (с использованием энергетических концепций), что это положение не является пол- [c.18]

Разработка системы критериев для использования местных источников нагрева в качестве средств остановки трещин. [c.60]

Эти критерии температуры испытаний пластины на выпучивание под действием давления взрывной волны были использованы при построении диаграммы анализа разрушения (рис. 15). Она представляет собой кривую зависимости допустимого номинального напряжения от температуры. Доказано, что температура FTE соответствует температуре остановки трещины при низких напряжениях, и кривая остановки трещины, проходящая через точку с температурой FTE, должна устремляться к участкам диаграммы с более высокими температурами и напряжением, окончательно достигая точки FTP. Используя испытания по Робертсону, можно определить эту кривую экспериментально. [c.231]

Критерии старта, распространения и остановки трещины выводятся из условия постоянства удельной энергии разрушения. [c.160]

При этом оказьшается следующее. Во-первых, совершенно определенно установлена несвязанность критериев старта, распространения и остановки трещины. Это следует из существования многочисленных [c.160]

О КРИТЕРИЯХ СТАРТА, РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ОСТАНОВКИ ТРЕЩИН [c.170]

Ранее уже отмечалось, что нераспространяющиеся трещины возникают тогда, когда напряжение, инициирующее возникновение трещины, меньше напряжения, необходимого для распространения трещины [293]. Поэтому окончательные условия возникновения не-распространяющихся трещин с использованием критериев линейной механики разрушения. можно сформулировать следующим образом. Наиболее простое объяснение этого явления следует из рассмотрения и анализа пороговых критериев для малых трещин, представленных на рис. 51, б, где показано, что малые трещины могут распространяться при значениях меньше, определенного для крупных трещин. Следовательно, после зарождения малая трещина будет распространяться на некоторое расстояние до тех пор, пока при определенном сочетании размера трещины и локального напряжения, связанного с полем напряжений у вершины надреза, не произойдет остановка трещины при значении для длинной трещины. [c.191]

Применяя эти критерии для вычисления силы, движущей трещину, и измерения сопротивления разрушению, можно предсказать, будет ли остановлена бегущая трещина в конструкции и где именно. С другой стороны, эти критерии можно использовать для конструирования устройств для остановки трещин или оценки сопротивления разрушению по результатам измерений параметров, контролирующих явление скачок — остановка трещины в лабораторных условиях. Последнее представляется весьма существенным, так как значение Kim необязательно соответствует Ки, трещиностойкости в. начале распространения трещины. [c.44]

В этом случае удовлетворяется критерий начала движем ния трещины Gi Ью и начинается быстрое разрушение. Условия остановки трещины Gi Ош удовлетворяются, когда длина трещины достигнет значения (рис. 10,6). Результаты двух приближенных анализов показаны на рис. 10, а и 10, в. [c.245]

Рис. 3.10. Температурная зависимость энергии Yk образования единицы поверхности трещины по критерию ее остановки

Критерии старта, остановки и распространения трещины выводятся из уравнения энергетического баланса (88). [c.165]

В качестве критерия накопления повреждаемости было принято изменение собственной частоты колебаний испытуемого образца. Началом зарождения макротрещины считалось относительное изменение частоты на 0,2 % при этом на образце возникла трещина глубиной 0,2-70,3 мм. За окончательное разрушение было принято рез<-кое изменение собственной частоты и как следствие этого — резкое падение амплитуды образцов, которое вызывало остановку машины. [c.280]

Однако для практических целей тенденция к хрупкому разрушению чаще всего оценивается значением критической температуры хрупкости. При этом важно учитывать условия проведения испытаний, на основании которых определяется критическая температура (статические или динамические испытания, малые или большие размеры образцов), а также принятый критерий критической температуры — резкое уменьшение удельной энергии, необходимой для полного разрушения образца, или температура Т, при которой происходит остановка развития трещины хрупкого разрушения прн последовательном повышении температуры материала (рис. 212, а). [c.327]

Пластическое течение с образованием ряби, наблюдаемое на гладких образцах Кула и де Систо в 1966 г., наглядно свидетельствует о быстро развивающейся пластической неустойчивости, за которой следует остановка трещины, и служит количественным критерием для определения возникновения начальной неустойчивости. Образование ряби объясняется влиянием таких факторов, как механическое упрочнение, скорость деформации, тепловое размягчение материала и жесткость испытательной системы. Обозначив соответствующим образом критерий остановки трещины н учтя динамические характеристики, можно было бы в известной степени довести аналитический метод Кула — де Систо до состояния, в котором бы он обеспечивал расчет остановки трещин. [c.20]

Важно отметить, что особенности, которыми отличаются графики, приведенные на рис. 1 и 2, определяются относительными формами кривых G и i . Критерию остановки трещины может удовлетворять множество образцов различной конфигурации в сочетании с контролируемыми граничными условиями. Особыж интерес представляет поведение образцов, у которых постоянным остается в процессе распространения трещины перемещение, а не нагрузка. В данном случае существенно может измениться форма кривой (т. [c.27]

В качестве критерия остановки трещины они приняли условие, при котором расчетное К (вьписленное с использованием теории упругости) меньше К с- Некоторые из их теоретических результатов представлены на рис. 21, где К определено как функция длины трещины для различных значений длины накладки I и ее ширины Ь. Кривые на рис. 22 и 23, построенные по результатам исследований Иошики и др. (1965 г.), согласуются с теорией. Согласно рис. 22 остановка трещины происходит в точке пересечения теоретических кривых К ш Кс- [c.41]

На рис. 12 дан пример изменения вычисленной дви5кущей силы в зависимости от скорости трещины. В соответствии с этим для гипотетической стали с энергией быстрого разруше-ния, которая не зависит от скорости деформации, вязкое разрушение при наличии засыпки будет распространяться с установившейся скоростью 110 м/с, как это показано на рис. 12. Для этого случая удобная запись критерия остановки трещины принимает вид [c.246]

Применение двух- и многослойных сталей и сплавов, обладающих взаимодополняющими физико-механическими свойствами, позволяет значительно снизить металлоемкость элементов конструкций. Проблема проектирования, создания и эксплуатации биметаллических конструкций повышенного ресурса, в частности высоконагру-женного оборудования АЭС, делает весьма актуальными экспериментальные исследования, направленные на разработку методов оценки несущей способности таких конструкций не только по интегральным характеристикам прочности, но и с учетом наличия трещиноподобных дефектов на стадиях инициации разрущения, а также распространения и остановки трещин. Развитие методов определения критериев сопротивления разрушению и их анализ необходимы для оптимизации свойств биметалла путем правильного выбора сочетания разнородных составляющих соединения, назначения технологического способа его изготовления и определения рационального соотношения толщин основного металла и плакирующего слоя. Кроме того, это необходимо при проведении расчетов на прочность и оценке ресурса биметаллических элементов конструкций, определении допускаемых размеров дефектов, выборе методов и средств дефектоскопии. [c.107]

Такие испытания проводят на широких сварных плитах, широких пластинах с боковыми надрезами и др. Испытания проводят в условиях растягивающих напряжений с локальным или равномерным градиентом температур. Могут проводиться и изотермические испытания. Различные методы (Робертсона, ESSO, на двойное растяжение) отличаются видом образцов и концентратором напряжений, а также оценочными критериями температурой остановки трещины температурой, при которой трещина не проходит целиком сквозь сечение при напряжении 120 МПа и т. д. [c.78]

Создание моделей, критериев и методов анализа катастрофического разругиения становится одним из главных направлений фундаментальных и прикладных исследований в области анализа и обоснования безопасности поврежденных конструкций [154]. Естественно, что для анализа механизмов катастрофических разругиений необходимо привлекать подходы динамической механики разругиения. Именно динамическая механика разругиения позволяет рассматривать задачи, связанные с определением напряженно-деформированного состояния у вергиины стационарной и нестационарной трещины при воздействии гармонических и ударных нагрузок, формулировать критерии старта, распространения и остановки трещины, а также исследовать закономерности развития нестационарных трещин. Для региения указанных задач используют аналитические методы в рамках идеализированных [c.247]

В последнем случае принято допуш ение о суш ествовании необычного сопротивления материала хрупкому разрушению, т. е. сопротивления, которое не зависит от длины или скорости распространения треш ины, причем оно относится как к возникновению треш ины, так и к ее распространению. С учетом этих допуш ений сопротивление хрупкому разрушению в его начальной стадии, вычисленное обьшным способом с использованием уравнений типа (13), можно считать также критерием сопротивления хрупкому разрушению на стадии остановки треш ины. Используя те же зависимости, можно определить сопротивление материала хрупкому разрушению на стадии остановки трещины. [c.28]

С точки зрения возможности остановки трещины предельная или установившаяся скорость служит критерием осуществимости определенных конструктивных концепций, имеющих целью создать условия для остановки трещин (Соренсен, 1956 г.). [c.35]

Очевидно, что предмет динамической механики разрушения значительно шире, чем квазистатической. Если в квазистатической механике разрушения формулируется только критерий неустойчивого распространения трещины, то в динамической механике разрушения нужно установить ряд критериев для старта, остановки, распространения, искривления и ветвления трещин. В рамках упомянутой выше идеализированной модели при этом возникает соответственно целый спектр критических коэффициентов интенсивности козффициент интенсивности старта, зависящий от скорости нагр)окения, коэффициенты интенсивности остановки, ветвления и, наконец, критический козффициент интенсивности, зависящий от скорости распространения трещины. Некоторые экспериментальные данные по значениям коэффициентов интенсивности напряжений удается удовлетворительно объяснить, а некоторые — приводят к противоречиям с теоретическими положениями. Однако опубликованные экспериментальные данные и сами по себе противоречивы. Возможно,дело здесь в том, что во многих экспериментах пренебрегалось взаимодействием отраженных от границ образцов волн напряжений с вершиной трещины, недостаточно точно измерялись скорость распространения трещины и коэффициенты интенсивности напряжений. [c.5]

Критерии старта, остановки и распространения трещины вьшо-дятся из условия постоянства удельной энергии разрушения. [c.7]

Итак, ясно, что идеализированная модель разрушения характеризуется рядом недостатков, которые следует учитывать в случае применения динамической механики разрушения для инженерной практики. В то же время зта модель является практически единственной, позволяющей дать описание распространения фронта разрушения на макроуровне. Исходя из сказанного выше, можно предположить, что хотя вдеализированная модель непригодна для вывода критериев разрушения (т. е. критериев старта, остановки, распространения, искривления, ветвления), она вполне пригодна в тех случаях, когда основные характеристики процесса разрушения (скорость трещины, условия старта и остановки и т. д.) известны из эксперимента и требуется рассчитать напряженное состояние или вьшолнить моделирование роста трещины. Таким образом, в динамической механике разрушения особое значение приобретают смешанные аналитико-экспериментальные и численно-экспериментальные подходы. [c.8]

Таким образом, очевидно, что предмет динамической механики разрушения значительно шире, чем квазистатической. Если в квазиста-тической механике разрушения формулируется, как правило, только критерий неустойчивого распространения трещины, то в рамках динамической механики разрушения нужно установить целый ряд критериев дпя старта, остановки, распространения, искривления и ветвления трещины. При попытках феноменологического описания динамики разрушения при помощи концепций магистральной остроугольной трещины и коэффициентов интенсивности напряжений возникает соответственно целый спектр критических коэффициентов интенсивности коэффициент интенсивности старта трещины, зависящий от скорости нагружения, коэффициент интенсивности остановки, коэффициент интенсивности ветвления, коэффициент интенсивности распространения трещин, зависящий от скорости трещины. При этом некоторые экспериментальные данные удается объяснить, а некоторые приводят к серьезным противоречиям с теоретическими положениями. Необходимо, однако, заметить, что и экспериментальные данные сами по себе являются весьма противоречивыми. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...