Разрушение Влияние концентрации напряжений

Теоретический коэффициент концентрации напряжений, определяемый в предложении, что материал при деформации следует закону Гука, во многих случаях не дает правильного представления о влиянии концентрации напряжений на прочность детали. Если бы материал вплоть до разрушения следовал закону Гука, то прочность детали при наличии концентрации напряжений была бы меньше прочности подобной детали без очагов концентрации в раз. Опыты показывают, что для [c.79]

Желательно кратко рассказать о том, как определяют теоретический коэффициент концентрации напряжений (методы теории упругости, разрушение образцов из хрупких материалов, деформации которых вплоть до разрушения подчиняются закону Гука). Эти сведения совместно с рассматриваемым далее вопросом о влиянии концентрации напряжений на прочность позволят обосновать наименование теоретический коэффициент концентрации напряжений . [c.178]

На рис. 7.21 приведены кривые распределения действующих напряжений в области двух уровней концентрации напряжений для элемента с поверхностно упрочненным слоем толщиной Л. На рисунке нанесены также кривые распределения предела выносливости материала (Т-1 и остаточных напряжений От- При более высокой концентрации напряжений, характеризуемых кривой 1, усталостное разрушение должно возникнуть в точке А, так как подслойная область с пределом выносливости ( T-i) p напряжена незначительно. При более умеренной концентрации с распределением по кривой 2 разрушение должно возникнуть в точке В по основному материалу подслойной области, нагруженной растягивающими остаточными напряжениями. В этих случаях в значительной степени устраняется влияние концентрации напряжений на предел выносливости детали (а 1)д в номинальных напряжениях. [c.157]

Усталостные разрушения возникают при действии переменных нагрузок при числе циклов N > и характеризуются резким влиянием концентрации напряжений и качества поверхности. [c.460]

В связи с тем, что при испытании на усталость пруткового материала часто происходит его разрушение в захватах, то для исключения влияния концентрации напряжений в образце в местах его зажима захватами на результаты испытания предложено периодически машину останавливать и обрезать концы образцов, находящихся в захватах, на длину, равную не менее половины длины захвата. [c.229]

Процесс контактной усталости отличается признаками, характерными для любого вида усталости (образование и постепенное развитие трещин, наличие в ряде случаев физического предела усталости, влияние концентрации напряжений, зависимость долговечности от нагрузки) и некоторыми индивидуальными. К иим относятся специфическое напряженное состояние при контактном нагружении, значительная пластическая деформация поверхностного слоя, явления трения и износа, протекающие параллельно с контактной усталостью, расклинивающая роль смазки, попадающей в трещины, а также некоторая условность критерия разрушения, связанная с тем, что контактно-усталостные выкрашивания в отличие от обычных усталостных разрушений приводят не к внезапным, а к постепенным отказам. [c.272]

Напомним, что кривые ф (х, R) отражают все особенности сопротивления усталости испытуемых образцов такие, как масштабный фактор, состояние поверхности, воздействие агрессивной среды и при необходимости даже влияние концентрации напряжений. В случае, когда уравнение (3.54) используется для проверки прочности, в качестве исходных данных должны использоваться кривые усталости, отвечающие малым вероятностям разрушения. [c.152]

Трещины каустической хрупкости развиваются сначала очень медленно, а затем под влиянием концентрации напряжения с течением времени процесс резко ускоряется. При внешнем осмотре барабана трещины можно обнаружить только на той стадии, когда до момента разрушения остается совсем немного времени. На ранней стадии каустические трещины обнаруживают при помощи магнитной и ультразвуковой дефектоскопии. [c.79]

Разрушение от каустической хрупкости развивается сначала очень медленно, а затем с течением времени под влиянием концентрации напряжений процесс резко ускоряется. При внешнем осмотре барабана треш,ины можно обнаружить только на той стадии, когда до мо мента разрушения остается очень мало времени На ранней стадии каустические трещины можно обнару жить при помощи магнитной и ультразвуковой дефекто [c.352]

Влияние концентрации напряжений. Разрушение деталей при переменных напряжениях происходит вследствие прогрессивно развивающейся трещины, которая возникает в наиболее напряженном месте детали. Поэтому прочность при переменных напряжениях очень тесно связана с местными напряжениями, развивающимися вблизи отверстий, выточек, шпоночных канавок, галтелей, резьбы, входящих углов, рисок, а также в местах внутренних пороков материала трещин, включений и т. д. Эти места (например, вблизи надрезов), являющиеся причиной возникновения местных напряжений, называют концентраторами напряжений. Явление возникновения местных напряжений называется концентрацией напряжений. [c.384]

При высокой температуре материалы почти всегда достаточно вязкие и не подвержены хрупкому разрушению. В этих случаях при конструировании должен учитываться рост трещин, возникших в результате ползучести, поэтому необходимо знать действующий механизм ползучести. При ползучести в пластической области, когда величина п численно больше 3, дефекты быстро округляются, поэтому влиянием концентрации напряжений можно пренебречь и время службы изделия может быть предсказано расчетом напряжений в оставшемся сечении. Когда ползучесть реализуется за счет диффузии вещества по границам зерен, и величина п численно равна 1, дефект растет в зависимости от интенсивности напряжения согласно закону [И] [c.45]

Для проверки теоретических представлений о разрушении дисков проведены исследования, обобщенные в работах [55, 58, 87], с целью выяснения влияния пластичности материала и концентрации напряжений на несущую способность дисков. Для пластичных материалов влияние концентрации напряжений при однократном приложении нагрузки на предельную нагрузку (обороты) невелико. Учет реальных геометрических параметров и напряженного состояния в расчете упругопластического поведения материала при нагружении вплоть до разрушения обеспечивает получение результатов, достаточно близких к экспериментальным. Для хрупких и неоднородных материалов влияние концентрации напряжений даже при однократном на- [c.132]

Статистическая теория подобия усталостного разрушения в изложенной далее форме дает описание влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы поперечного сечения и вида нагружения на характеристики сопротивления усталости, определяемые по условию появления первой макроскопической трещины усталости. Характеристики прочности на стадии развития усталостной трещины и окончательного разрушения описываются методами механики разрушения (см. разд. 2). [c.59]

Уравнения подобия усталостного разрушения (3.47), (3.56) хорошо описывают влияние концентрации напряжений и мас-78 [c.78]

Анодный процесс, происходящий внутри сдвигов с надрывами (в зоне предразрушения) или внутри уже образованных трещин усталости, будет наиболее интенсивным в местах снижения электродного потенциала под влиянием концентрации напряжений и разрушения действующими напряжениями пассивирующих пленок окислов. Этот процесс будет способствовать росту трещин усталости, во-первых, за счет ослабления металла (его окисления) и, во-вторых, за счет дополнительных, коррозионных напряжений, расклинивающих трещины. [c.174]

Влияние концентрации напряжений, размеров и формы поперечного сечения, вида нагружения на величину предела выносливости хорошо объясняется и количественно описывается статистической теорией подобия усталостного разрушения [20, 17, 18, 26] (см. гл. 6). [c.135]

Ограничимся рассмотрением случая, когда критическая плотность повреждений достаточно мала, чтобы можно было пренебречь взаимным влиянием разрушенных структурных элементов. Таким образом, в данной модели исключаем из рассмотрения влияния концентрации напряжений в окрестности разрушенного элемента на поведение соседних элементов, возможность возникновения макроскопических трещин и т. п. Учитываем ослабление сечения образца из-за разрушения отдельных элементов, т. е. считаем, что критическая плотность повреждений в общем случае зависит от уровня номинальных напряжений в рассматриваемый момент времени. [c.132]

Сформулированы деформационные и энергетические критерии усталостного разрушения металлов и выполнена их экспериментальная проверка. Проанализированы методы ускоренного определения пределов выносливости, основанные на деформационных и энергетических критериях. Рассмотрено влияние неупругих циклических деформаций на несущую способность неоднородно напряженных конструктивных элементов, в том числе при наличии концентрации напряжений. Изложены методы прогнозирования характеристик сопротивления усталостному разрушению металлов с учетом влияния концентрации напряжений, сложного напряженного состояния, режима нагружения и наличия усталостных трещин. [c.2]

Тео рия концентрации напряжений подробно рассмотрена в работах [67, 96]. Закономерности влияния концентрации напряжений на характеристики сопротивления усталостному разрушению материалов и деталей машин проанализированы в [97, 207]. [c.28]

Рассматривая статистические теории прочности, следует учитывать сложный характер проявления статистических закономерностей при различных физических процессах, лежащих в основе разрушения. В качестве примера назовем работу [269], в которой было показано, что в том случае, когда разрушение происходит путем ослабления сечения порами при условии несущественного влияния концентрации напряжений на процесс окончательного разрушения, можно наблюдать повышение предельных напряже-ший с увеличением площади поперечного сечения образцов, что противоречит общепринятой точке зрения по этому вопросу, предполагающей, что учет статистических эффектов всегда приводит к снижению расчетных характеристик прочности с увеличением размеров исследуемых образцов. [c.62]

Учет влияния концентрации напряжений на несущую способность образцов и конструктивных элементов в случае их усталостного разрушения является одной из наиболее сложных и важных задач. [c.276]

В предыдущей главе было показано, что закономерности влияния концентрации напряжений не могут быть объяснены на основе учета разницы номинальных и действительных напряжений в области концентратора напряжений, которая имеет место при неупругом деформировании. Сложность анализа напряженно-деформированного состояния в вершине концентратора при неупругом циклическом деформировании привела к попыткам рассматривать проблему усталостного разрушения при наличии концентрации напряжений на основе упрощенных представлений. [c.276]

Более точный метод учета одновременного влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы поперечного сечения и вида нагружения на сопротивление усталости вытекает из статистической теории подобия усталостного разрушения, изложенной ниже. [c.145]

Для валов и осей со ступенчатым переходом от одного сечения к другому по галтели отношения К и IKd- , характеризующие влияние концентрации напряжений и масштабного фактора, в соответствии со статистической теорией подобия усталостного разрушения [c.95]

Иными словами, учет влияния концентрации напряжений сводится к определению напряжений по площади нетто и увеличению коэффициента запаса против разрушения в ак раз. [c.69]

В предлагаемом справочном пособии содержатся данные о механических свойствах (прочность, пластичность, ударная вязкость), широко применяемых в машиностроении различных конструкционных сталей и сплавов (алюминиевых, магниевых, титановых, медных и др.) до температуры 77—20° К. Одновременно приводятся данные, полученные на образцах с концентраторами напряжений (надрезы, отверстия), которые позволяют оценить конструкционную прочность материалов при низких температурах, когда их пластичность значительно снижается. В этих условиях влияние концентрации напряжений сказывается существенно, вызывая у ряда материалов хрупкое разрушение. [c.3]

В состоянии разрушения трудно провести четкое разграничение между надрезом и трещиной. Наличие надреза в этом случае следует рассматривать как фактор формы образца, влияющий на поле напряжений, в котором развивается трещина. Если пренебречь изменением формы тела при развитии трещины, то следовало бы ожидать, что типичное влияние надреза по сравнению с гладким образцом будет заключаться в более раннем, при меньших нагрузках и меньших средних напряжениях, начале разрушения вследствие концентрации напряжения вблизи надреза в относительно большей доле периода развития трещины в надрезанных образцах. Косвенным подтверждением такого влияния является понижение прочности от наличия надрезов в хрупком и повышение — в пластичном состоянии. [c.134]

При числе циклов N Зг 0 стчек иво проявляются закономерности усталостного разрушения (влияние концентрации напряжений, качества поверхности и т. д.). При малом числе циклов N < 10 более типичны особенности статического разрушения. [c.28]

Влияние концентрации напряжений. Наиболее важным фактором, снижающим предел выносливости, является концентрация напряжений, вызванная резким изменением сечения детали. Ко1щентра-торами напряжений на практике являются шпоночные канавки, отверстия в детали, нарезки на поверхности, малые радиусы закруглений в местах резкого изменения размеров сечения и т. п. Концентрация напряжений, как правило, содействует зарождению усталостной трещины, которая, развиваясь, приводит в конце концов к разрушению детали. [c.601]

При напряжениях, постоянных во времени, коэффициент а достаточно хорошо характеризует прочность детали, изготовленной из хрупкого материала однородной структуры (например, из инструментальной стали). При достижении местными напряжениями а акс величины, равной Оа, произойдет разрушение детали. Для деталей, изготовленных из пластичных материалов, влияние концентрации напряжений при постоянной нагрузке оказывается меньшим, чем это определяется коэффициентом а . В этом случае, после того, как напряжения Омакс достигнут предела текучести, рост их прекращается, материал в точках т начинает течь . Дополнительная нагрузка воспринимается средними волокнами, напряжения в них растут. Процесс роста напряжений в средних голокнах продолжается до тех пор, пока не прекратится течение [c.200]

Другой важный фактор, в значительной степени определяющий чувствительность к коррозионной среде,—наличие на поверхности образцов концентраторов напряжений. В вершинах концентраторов напряжений при малоцикловом нагружении создаются условия для образования глубоких трещин с малым раскрытием, в которых происходит подкисление внутрищелевого раствора и его глубокая деаэрация. Указанные условия препятствуют или затрудняют процесс репассивации, в результате чего процесс коррозионного разрушения активизируется. На рис. 71 показано влияние концентрации напряжений на малоцикловую долговечность сплава ВТ5-1 при Я = 0 в коррозионной среде ( ном 0,9о. ) образцов с радиусом надреза 0,01 0,1 0,5 1,2 и 6,0 мм. Во всех случаях отношение диаметра образца в надрезе г/ к диаметру вне надреза оставалось постоянным и равнялось 0,707 при г/=9 мм. Указанным радиусам соответствовал теоретический коэффициент концентрации напряжений, соответственно равный 13,5 5,2 4,2 2,8 и 2,0. По оси абсцисс на рис 71 отложена долговечность соответствующая точке пересечения кривой усталости надрезанных образцов с кривой усталости гладких образцов. Как видно из рис. 71, даже при проведении испытаний чувствительного к коррозионной среде сплава ВТ5-1 при наличии концентра- [c.116]

Величина X = lg -т- 1) в уравнении (2) рассматривается как случайная, имеющая среднее значение, равное (—lg 0), и среднее квадратическое отклонение 8 Пр — квантиль нормального распределения, соответствующий вероятности разрушения Р %). В работах [3—6 и др.] приведены многочисленные экспериментальные данные, подтверждающие применимость уравнения подобия (2) для количественного описания влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы сечения и вида нагружения на сопротивление усталости образцов и деталей из различных сталей, чугу-пов, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Если испытания на усталость проводятся по обычной методике при количестве образцов 8—10 на всю кривую усталости, то отклонение б экспериментальных значений сг 1 от расчетных не превышает 8 % с вероятностью 95 %. При использовании статистических методов экспериментальной оценки пределов выносливости (метода лестницы , пробит -метода или построение полной Р — а — Х-диаграммы при количестве испытуемых образцов от 30 до 100 и более) аналогичное отклонение б не превышает 4 % с вероятностью 95 %. [c.310]

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]

Разработка гипотезы прочности слабого звена позволила В. Вейбуллу [76] построить теорию хрупкого разрушения однородной неоднородно напряженных тел в вероятностном аспекте. Эта способствовало решению вопросов теории усталостного разрушения, как тесно связанного с неоднородно напрягаемыми объемами металла. Н. Н. Афанасьевым [3] разработана статистическая модель усталостного разрушения, позволившая описать эффект влияния концентрации напряжений и абсолютных размеров тел. В. Вейбулл [77] распространил свою теорию хрупкого разрушения в квазистатической трактовке, на усталостные разрушения, используя распределение экстремальных значений для описания рассеяния разрушающего числа циклов и построения семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения. В. Мощинский [67] в Польше на основе [c.255]

Основные закономерности зависимости предела выносливости от прочности были рассмотрены ранее. Они сводятся к тому, чта предел выносливости увеличивается менее интенсивно, чем предедг прочности, а также что с увеличением предела прочности и понижением пластичности более суш,ественно проявляется влияние концентрации напряжений, коррозионных сред, чистоты поверхности и т. п. Это не значит, что необходимо отказаться от использования высокопрочных материалов, однако следует весьма тш,а-тельно относиться к устранению и нейтрализации (с использованием различных конструктивных и технологических методов) действия различных факторов, способных привести к снижению характеристик сопротивления усталостному разрушению. [c.51]

Можно проследить некоторые особенности изменения прочности стеклопластиков при динамических испытаниях. Во всем диапазоне скоростей диаграммы деформирования при сжатии и растяжеиии принципиально не изменяются. Несмотря на кажущееся увеличение хрупкости связующего (уменьшение предельных деформаций), деформация стеклопластиков с увеличени-ем скорости деформирования не уменьшается. Увеличение скорости движения бойка при ударе с 500—600 до 1000—1100 м/сек не приводит к существенному увеличению прочности, полученной при меньших скоростях испытания. Концентрация напряжений (надрезы, отверстия) не оказывает существенного влияния на динамическую прочность стеклопластиков, причем влияние концентрации напряжений при действии низких температур в условиях ударного нагружения не увеличивает опасность хрупкого разрушения по сравнению со статическим нагружением. [c.48]

Влияние концентрации напряжений. При действии переменных нагрузок концентрация напряжений представляет большую опасность. Значительное число усталостных разрушений связано с недостаточными радиусами закруглений, наличием рисок, отверстий и других источников повышенных напряжений. Усталостная прочность, в противоположность статической, имеет резко выраженный локальный характер, что и объясняет сущестЕелное влияние местного увеличения напряжений, точечных дефектов материала и т. п. [c.600]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...