7 — Критерии хрупкое — Критерии 6 — Механизм

В связи с таким характером разрушения необходимо изучение трещиностойкости материалов (предназначенных для изготовления резьбовых соединений) при продольном и поперечном сдвигах. В работах [4—6] приведена подробная библиография работ, выполненных советскими и зарубежными исследователями по оценке трещиностойкости и методом испытаний в условиях продольного и поперечного сдвига. Вопросы расчета коэффициентов интенсивности напряжений применительно к крепежным изделиям энергетических установок рассмотрены в работе [7]. В зависимости от протекания процесса разрушения поле напряжений в вершине трещины определяется тремя коэффициентами интенсивности напряжений. Вид излома образца с трещиной является объективным критерием смены одного механизма разрушения другим. В работе [4] приведены возможные схемы разрушения образцов материала с наклонными боковыми трещинами в условиях хрупкого (обобщенный нормальный обрыв) и квазихрупкого (смешанное разрушение и продольный сдвиг) разрушений. [c.388]

Кроме феноменологических подходов к проблеме хрупкого разрушения в настоящее время интенсивно развиваются исследования по анализу предельного состояния кристаллических твердых тел на основе физических механизмов образования, роста и объединения микротрещин. Разработаны дислокационные модели зарождения и подрастания микротрещины [4, 24, 25,. 106, 199, 230, 247], накоплен значительный материал по изучению закономерностей образования и роста микротрещин в различных структурах [8, 22, 31, ИЗ, 183, 213, 359, 375, 381], подробно изучены макроскопические характеристики разрушения, в том числе зависимости истинного разрушающего напряжения от разных факторов, таких, как диаметр зерна, температура и т. д. [6, 101, 107—109, 121, 149—151, 170, 191, 199, 222, 387, 390, 410, 429]. Как отмечалось выше, при формулировке критериев разрушения наиболее целесообразным представляется подход, интерпретирующий механические макроскопические характеристики исходя из структурных процессов, контролирующих разрушение в тех или иных условиях. [c.59]

Кроме указанных закономерностей, из предложенного критерия зарождения хрупкого разрушения следует, что зарождение острых микротрещин (способных инициировать хрупкое разрушение) может наступать на более поздних стадиях деформирования, чем зарождение пор, контролирующих вязкое разрушение материала. Принципиальная возможность реализации указанной ситуации была показана в подразделе 2.1.2.2, где зарождение пор и острых микротрещин рассматривалось по дислокационным механизмам в матрице. [c.109]

В свете накопленных данных возникло предположение [3, 30], что в основе механизма КРН лежит не электрохимическое растворение металла, а ослабление когезионных связей между поверхностными атомами металла вследствие адсорбции компонентов среды. Этот механизм был назван адсорбционным. Так как хемосорбция специфична, разрушающие компоненты среды также обладают специфичностью. С уменьшением поверхностной энергии металла увеличивается тенденция к образованию трещин при растягивающих напряжениях. Следовательно, этот механизм соответствует критерию образования трещин на стекле и других хрупких твердых телах — так называемому критерию Гриффитса, согласно которому энергия деформации напряженного твердого тела должна превышать энергию общей увеличившейся поверхности, образованной зарождающейся трещиной [31 ]. Любая адсорбция, снижающая поверхностную энергию, должна способствовать образованию трещин, однако вода, адсорбированная на стекле, снижает напряжение, необходимое для растрескивания. [c.140]

В отличие от первых двух критериев прочности, применимых к хрупким материалам, критерий по наибольшим касательным напряжениям применим к пластичным материалам, а точнее к определению момента перехода материала в состояние пластического деформирования. Это объясняется тем, что механизм пластического деформирования в первую очередь связан со сдвиговой деформацией, которая предопределяется значением касательных напряжений. [c.165]

Одним из важнейших критериев пригодности материала для применения его в элементах конструкции является способность сохранять в рабочих условиях необходимый уровень механических свойств. Поэтому явлениям этого класса в табл. 2 уделено первое место. Механические свойства сильно подвержены воздействию облучения, так как механизмы движения дислокаций весьма чувствительны к дефектам кристаллической решетки, В облученном кристалле движущимся дислокациям необходимо преодолевать, кроме обычного рельефа Пайерлса и сил взаимодействия с исходными дислокациями и другими несовершенствами структуры, еще целый спектр барьеров радиационного происхождения изолированные точечные дефекты и их скопления, кластеры и дислокационные петли вакансионного и межузельного типов, пары, выделения, возникающие в результате ядерных превращений. Облучение, как правило, вызывает повышение пределов текучести и прочности, ускоряет ползучесть материалов, снижает ресурс пластичности, повышает критическую температуру перехода хрупко-вязкого разрушения. [c.11]

О проблемах разрушения высокопрочных материалов много писали и в настоящее время они подробно обсуждаются во всех областях проектирования артиллерийского оружия. В некоторых областях военной техники эти проблемы еще не достигли стадии серьезного изучения. Однако ответственные группы исследователей в этих отраслях предвидят возникновение проблем хрупкого разрушения при повышении мобильности и работоспособности. Примером подготовки к решению таких проблем является обзор методов проектирования конструкций, подверженных хрупкому разрушению, сделанный Бесселем (1966 г.) для командования автобронетанковых войск. В этом обзоре рассматриваются различные подходы к изучению хрупкого разрушения, исходя из нужд армии при создании конструкций танков и бронемашин. В работе указано, что линейная механика разрушения является наиболее приемлемым подходом к проблеме, который обеспечивает использование методов и критериев с учетом современных знаний механизма разрушения. Современные планы включают применение этих методов для исследования зафиксированных документами случаев разрушения, а также с целью проверки эффективности прогнозирования и предотвращения разрушений. [c.333]

Механизмы достижения предельных состояний - хрупкого, вязкого, усталостного разрушения и ползучести - подробно рассмотрены в гл.2. Только на основе выявленного вида предельного состояния конструкции следует выбирать критерий предельного состояния. Значительная часть этих критериев прямо или косвенно относится к характеристикам механических свойств металла, из которого изготовлена конструкция. Основные механические характеристики металла и способы их прямого или косвенного определения приведены в гл.З. [c.20]

Третья и четвертая теории прочности. При изучении тел, способных испытывать значительные пластические деформации (важнейшим примером таких тел являются металлические тела), еще до вопроса о разрушении возникают вопросы, касающиеся пластической деформации, прежде всего, вопрос о критерии ее возникновения. Внешне этот вопрос сходен с вопросом о критерии разрушения. В частности, и здесь имеют значение не только сами величины главных напряжений, но и отношения между ними (см. п. 1 в этом параграфе). Сходство,. однако, исчезает, как только мы обращаемся к причинам в то время, как основным механизмом хрупкого разрушения является отрыв, пластическая деформация реальных тел, как уже упоминалось, обусловливается необратимыми относительными сдвигами элементов структуры тела. [c.123]

Модели первого типа применяются, если процессы продвижения вершины трещины и формирования сил сцепления взаимосвязаны и определяются одним физическим механизмом, например, при учете узких зон пластичности или областей нарушенных межчастичных связей в однофазных, хрупких материалах. В качестве критерия разрушения в таких случаях используется обычно условие критического раскрытия трещины на краю концевой области (или условие критической деформации) [1, 3]. [c.223]

При высокой твердости изменяется механизм разрушения. Преобладает не вязкое, а хрупкое разрушение. Поэтому очень важно в качестве комплексного критерия оценки износостойкости использовать сочетание ряда показателей, в числе которых обязательно находится твердость наряду с энергоемкостью, которая коррелируется с работами упругой или пластической деформации. [c.478]

При Ki Ki (T) у вершины трещины должно выполняться условие хрупкого или вязкого разрушения в соответствии с предложенными в подразделах 2.1.2 и 2.2.2 критериями [см. уравнения (2.11) и (2.63)]. С точки зрения физики данное требование означает реализацию механизма встречного разрушения материала, когда зародившиеся микроповреждения материала у вершины трещины, по сути являющейся концентратором напряжений, объединяются с ней. Здесь хотелось бы несколько подробнее остановиться на вопросе, почему именно такой механизм наиболее вероятен при разрушении материала с трещиной. Рассмотрим хрупкое разрушение тела с трещиной. Для того чтобы от макротрещины развилось хрупкое разрушение, необходимо выполнение условия Отах = От. п ( Jmax — мак-симальные напряжения, локализованные непосредственно у вер- [c.230]

Из результатов фрактографического исследования диска IX ступени КВД двигателя F6-50 видно, что разрушение диска началось из-за исчерпания его долговечности по критериям МНЦУ, но развитие трещины под действием вибрационных нагрузок было локализовано в пределах зоны с размерами около 4,5 мм по оси диска и 2 мм по его радиусу. Далее развитие трещины определялось нагрузками, отвечающими области МЦУ. При этом разрушение материала в малоцикловой области вначале было смешанным вязким внутри-зеренным и хрупким межсубзеренным, а затем подавляющую роль стал играть хрупкий межсубзе-ренный механизм разрушения материала. Аналогичные особенности разрушения материала как в плане перехода ведущей роли в повреждении материала от высокочастотных вибрационных нагрузок к нагрузкам, отвечающим области МЦУ, так и в части реализуемых механизмов малоциклового разрушения материала наблюдались у дисков [c.531]

Несмотря на то, что количественные критерии, определяющие как вязкое, так и хрупкое разрушение композиционных материалов при комбинированном нагружении, еще далеки от завершения, состояние этого вопроса достигло такого уровня, при котором возможно достаточно точно предсказать поведение проектируемых или рассчитываемых конструкций, если известны основные характеристики композиционного материала. В отличие от металлов слоистый композиционный материал обладает такими особенностями, как неоднородность и анизотропия. По микроструктуре материал является двухфазным и состоит из волокон и матрицы или связующего (полимерного, металлического и др.), а макроструктура материала образуется из ориентированных слоев волокон, заключенных в связующем (рис. 3). Явления, протекающие на микроуровне, определяют формы разрушения и другие подобные характеристики материала, рднако механизм и взаимодействие этих явлений изучены еще недостаточно полно. Большинство инженерных расчетов основано поэтому на макромодели, согласно которой основным элементом материала, в котором происходит разрушение, является армированный слой. [c.67]

Если взять два крайних случая, то для весьма хрупких материалов (скажем, стекла) причиной разрушения является вероятно наибольшая (алгебраическая) разность напряжений, причем растяжение берется со знаком плюс материал разрушается по поверхности, перпендикулярной к направлению наибольшего растяжения. С другой стороны, в некоторых пластичных материалах разрушение происходит повидимому вследствие ослабления сопротивления сдвигу, причем плоскость разрушения будет итти вдоль, или близко к направлению большего касательного напряжения, т. е. под 45° к плоскости разрушения в предыдущем случае. Критерием является очевидно величина наибольшего касательного напряжения. Хотя критическая величина (наибольшее касательное напряжение, или разность главных) как будто одинакова в обоих случаях, механизм разрушения будет совершенно [c.111]

Стволы орудий. Постепенный рост трещин в нарезных стволах. Постепенное повреждение или рост трещин, ведущий к разрушению после неожиданно короткого срока службы является основной проблемой прочности стволов орудий. Известно, что радиальные трещины развиваются в канале ствола орудия после небольшого числа выстрелов. Долгое время полагали, что давление пороховых газов и интенсивный нагрев ствола при сгорании пороха являются основными причинами начального растрескивания ствола. Однако при более подробном изз чении этого вопроса в период второй мировой войны выявилось наличие крайне высоких усилий, возникающих во время ввинчивания ведущего пояска снаряда в нарезы. Полагали, что они способствуют зарождению трещин. Первые исследования механизма этого явления были проведены Бьюксом (1946 г.), который ввел методы точного анализа напряжений в тонкостенных цилиндрах при различном распределении осесимметричного давления. В этой работе были рассмотрены влияние температуры на деформацию ствола орудия, факторы концентрации напряжений, возникающие из-за сложной геометрии нарезов, а также критерий критического давления для хрупкого разрушения находящегося под внутренним давлением ствола орудия с трещиной, который основан на теории Гриффитса (1920, 1924 гг.) и используется для интерпретации результатов экспериментальных испытаний орудия давлением взрыва. [c.305]

Таков предполагаемый механизм развития трещины до критического размера при достижении критического размера трещины происходит практически мгновенное хрупкое разрушение материала под действием накопленной в системе упругой энергии. Для высокопрочных сталей, обладающих, как правило, малым запасом пластичности, могут быть определены параметры вязкости разрушения, например критерий Ирвииа Ki , являющийся в данном случае коэффициентом интенсивности напряжений [c.19]

Большое число критериев для оценки термостойкости обусловлено, во-первых, влиянием большого числа факторов на теплофизические и механические свойства - а, X, о , б, Е, Ощ, 0(5 2> Ф и параметры термоцикла ДГ, Г , во-вторь1х, различием в поведении и механизмах разрушения хрупких и пластических материалов в условиях термоусталости, в-третьих, соотношением усталостной (цина-мической) и статической (высокотемпературной) ползучести составляющих в общем процессе разрушения. [c.488]

Теоретическое обоснование и результаты экспериментальной проверки критерия (5) приведены в работе / 10 /. В настоящей статье ограничимся кратким комментарием. Критерий (5) построен с использованием принципа граничной интерполяции. Суть его состоит в том что при наличии решений для альтернативных механизмов разрушения, в данном случае - хрупкого и пластического, основанного на явлении пластической неустойчивости, решение для произвольного,промежуточного состояния может быть представлено в виде интерполяцион- [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...