Состояние материала — вязкое

Определение предельного или критического размера трещины, при достижении которого происходит быстрое развитие разрушения, а, следовательно, дальнейшая эксплуатация детали невозможна, основано на методах механики разрушения [1-4, 47-50]. Переход к быстрому разрушению может быть реализован в разных состояниях материала хрупко, вязко или смешанно вязко-хрупко. Промежуточное состояние материала при вязко-хрупком переходе, когда изменяются условия воздействия на материал, будем относить к вязкому разрушению с меняющейся работой пластической деформации в вершине распространяющейся трещины. [c.102]

Зависимость механических свойств материала ст скорости нагружения связана, как показано в первой главе, с изменением структурного состояния материала и вязкой составляющей сопротивления. Поэтому поведение металлических материалов под нагрузкой в общем виде может быть представлено в виде [c.64]

ТВЕРДОЕ И ЖИДКОЕ СОСТОЯНИЯ МАТЕРИИ. УПРУГИЕ, ВЯЗКИЕ И ПЛАСТИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА [c.19]

В (4-4.16), при условии, что она не входит явно в качестве независимой переменной в уравнения состояния. Это является фактически допущением о состоянии материала (см. уравнение (4-4.36)), но следует подчеркнуть, что чисто вязкие жидкости в этом отношении исключаются из анализа ). На этом основании для того, чтобы соотношение (4-4.41) выполнялось для всех процессов, член, содержащий D, должен быть тождественно равен нулю. Следовательно, тензор, стоящий в соотношении (4-4.41) в квадратных скобках, должен быть изотропным. Итак, получаем [c.162]

В данной главе рассматриваются хрупкое, вязкое и усталостное разрушения поликристаллического материала при кратковременном статическом и малоцикловом нагружениях. Разрушение поликристаллического металла при кратковременном статическом нагружении (т. е. при скорости деформирования I с ) является в большинстве случаев внутризеренным и в зависимости от температуры и характера НДС хрупким или вязким. Феноменологически первый тип разрушения сопровождается низкими затратами энергии в отличие от второго, для которого характерны значительные пластические деформации и, как следствие, высокая энергоемкость. Разрушение конструкционных материалов при малоцикловом нагружении также в основном связано с накоплением внутризеренных повреждений и развитием разрушения по телу зерна. Общим для рассматриваемых типов разрушений является также слабая чувствительность параметров, контролирующих предельное состояние материала, к скорости деформирования и температуре. Указанные общие особенности хрупкого, вязкого и усталостного разрушений послужили основанием для их анализа в одной главе. [c.50]

Давление, возникающее при внедрении, вынуждает материал среды растекаться, в результате образуется кратер, в который входит внедряющееся тело. Кратер окаймлен пограничным слоем, где среда находится в пластическом состоянии или является вязкой жидкостью с коэффициентами вязкости Я, и р. Область внедрения включает кратер и пограничный слой, граница ее определяется формой внедряющегося тела, степенью деформации и его агрегатным состоянием, а также условиями встречи тела с преградой, т. е. скоростью Ус и углом встречи ф. [c.159]

Автомодельное поведение материала в области I и П1 проявляется, в первую очередь, в неизменности механизма разрушения, следовательно, в неизменности наблюдаемого рельефа излома независимо от свойств (механических характеристик) и структурного состояния материала. Из качественного анализа рельефа излома, когда разрушение реализовано в области I или П1, нельзя сделать заключение о том, каким было внешнее воздействие (скорость нагружения, температура, количество и направление действия сил и др.), и невозможно определить, какой материал разрушен (на какой основе), а также каковы его структурные особенности. При низкой скорости деформации могут проявляться и доминировать процессы скольжения в случае вязкого разрушения, и межзеренное проскальзывание в случае хрупкого разрушения. Однако эти особенности формирования рельефа излома могут быть одновременно следствием попадания в температурный интервал [c.82]

Соотношения (2.10) и (2.11) свидетельствуют о необходимости введения корректировок в определяемую вязкость разрушения не только на геометрию образца, но и на геометрию фронта трещины. Ее длина определяется пластическими свойствами материала и различиями в напряженном состоянии материала вдоль фронта трещины. Применительно к плоскому элементу конструкции имеет место зависимость вносимой энергии в образец при его одноосном растяжении от ширины пластины (2.4). Это связано с тем, что по мере увеличения ширины пластины появляется возможность немонотонного нарушения сплошности материала в результате релаксации напряжений после страгивания трещины в условиях вязкого поведения материала. Трещина производит скачкообразное перемещение, после чего происходит релаксация напряжений в вершине переместившейся трещины и она останавливается. Для ее дальнейшего продвижения нужно повысить уровень напряжения, что сопровождается следующим скачком трещины. После каскада скачков трещины происходит окончательное разрушение пластины. [c.108]

Как известно, методы механики деформируемого твердого тела в рамках феноменологии позволяют, например, описать ползучесть, как процесс вязкого течения, сопровождающийся структурными изменениями того или иного характера. Эти состояния материала могут быть охарактеризованы структурными параметрами, позволяющими получать достаточно гибкий математический аппарат, описывающий исследуемый процесс, который необходим конструкторам для оценки прочности и долговечности изделия, изготовленного из данного материала. [c.3]

Определены прочностные свойства и вязкость надрезанных образцов при температуре 4 К большого количества алюминиевых сплавов, представляющих интерес для применения при низких температурах. Прочность всех сплавов при 4 К значительно выше, чем при комнатной температуре, и практически находится в интервале значений, полученных при 20 К. Характер изменения относительных удлинения, сужения и чувствительности к надрезу зависит от сплава и состояния материала, однако большинство сплавов при 4 К почти так же пластичны и вязки, как при комнатной температуре, что является характеристикой их пригодности для использования при очень низких температурах. [c.162]

Для каждого конкретного случая интерес представляет лишь одно из двух указанных предельных состояний. Если в материале до разрушения возникают заметные пластические деформации, то именно это возникновение будем считать предельным состоянием материала, тем более что отделить вязкое разрушение от течения часто вполне допустимо. Если же разрушение наступает без предшествующих заметных пластических деформаций, то в качестве предельного состояния материала будем считать разрушение. [c.259]

В зависимости от нагрузки многие материалы могут находиться в упругом состоянии, вязко-пластичном и др. В упругом состоянии деформация обратима, тело восстанавливает свою форму и размеры после снятия нагрузки. В вязком состоянии материала работа внешних сил переходит полностью в тепло, сопротивление определяется касательными напряжениями при ламинарном скольжений слоев. [c.15]

Другой крайний случай— материал с вязко-упругими свойствами, которые в обычных условиях нежелательны и при исследовании которых необходимо учитывать временные эффекты,—весьма благоприятный, так как эти свойства способствуют тому, что за определенное время вследствие возникновения пластических деформаций происходит выравнивание напряжений. По-видимому, все материалы обладают некоторыми вязко-упругими ч войствами в дополнение к остальным своим свойствам и демонстрируют это даже при простых напряженных состояниях, что иллюстрируется тем обстоятельством,, что тонкие каменные блоки, используемые taK несущие балки (а согласно некоторым расчетам — даже стальные мосты) за многолетний период дают, как было обнаружено ), прогиб, который можно измерить. [c.46]

Схема рабочей части экструдера представлена на рисунке. Порошок или гранулы, засыпанные в бункер, захватываются шнеком и, продвигаясь вдоль оси, проходят I, II и III температурные зоны разогреваясь к концу шпека до вязко-текучего состояния, материал продавливается через решетку (перед головкой) и формующие устройства. Решетка создаст сопротивление, необходимое для уплотнения расплава, задерживает крупные, непрогретые частицы материала и устраняет вредное действие шнека на материал. [c.466]

Механизм развития дефектов и разрушение конструкции зависит от состояния материала. Как правило, для оценки опасности дефектов используют понятие о трех состояниях материала вязком, квазихрупком и хрупком. Состояние материала зависит от его физико-химических и механических свойств, вида напряженного состояния конструкции и температуры. Рассмотрим зависимость состояния материала от температуры при постоянстве первых факторов. [c.114]

В соответствии с состоянием материала типы разрушений делят на вязкое, квазихрупкое и хрупкое. Можно выделить следуюшие условия работы оборудования для оценки опасности хрупкого разрушения [c.114]

Материалы могут быть в вязком состоянии, при котором их разрушению предшествует существенная пластическая деформация и соответствующие затраты механической энергии. Они могут быть в хрупком состоянии, когда их разрушению не предшествует существенная пластическая деформация и процесс разрушения протекает быстро. Их состояния могут быть и промежуточными, когда разрушения сопровождаются незначительными пластическими деформациями и развиваются с невысокими скоростями. При длительных и циклически меняющихся нагрузках медленно протекающие процессы изменения состояния материала порождают явления замедленных во времени усталостных разрушений. В случае длительных статических нагружений в условиях повышенных температур медленно протекающие процессы ползучести и изменения состояния материала являются причиной их замедленного во времени длительного статического разрушения. На состояние материала и его изменения в процессе эксплуатации может оказывать существенное влияние среда (например, поля радиации и высокочастотных механических колебаний). [c.5]

Предельная несущая способность де -талей конструкций при вязком состоянии материала рассматривается как такая стадия их нагружения, после которой существенное изменение размеров происходит без значительного увеличения нагрузки, т. е. наступает быстро развивающееся формоизменение. В ряде конструкций предельное состояние такого типа определяется наибольшими допустимыми остаточными перемещениями из условий сопряженной работы с другими узлами. Например, допустимая вытяжка диска турбомашины зависит от регламентируемых зазоров между ротором и корпусом. Образованию предельных состояний предшествует существенное упруго-пластическое перераспределение деформаций и напряжений, поэтому расчетное определение усилий, отвечающих предельным состояниям, требует решения соответствующих задач методами теории пластичности и в частных случаях способами сопротивления материалов. При повторном, ограниченном по числу циклов нагружении за пределами упругости перераспределение напряжений и деформаций может приводить к затуханию накопления пластической деформации, т. е. приспособляемости. [c.5]

Предельное состояние деталей конструкций при хрупком или переходном (квазихрупком) от хрупкого к вязкому состоянию материала рассматривается как такая стадия статической или быстро протекающей деформации, при которой возникают условия быстрого развития трещин как существующих в исходном состоянии, так и возникающих от других источников их инициирования (коррозионных дефектов, механических повреждений поверхности и т. д.). С быстрым развитием трещин, которому обычно в металлах сопутствуют незначительные местные пластические деформации, связан механизм хрупкого или квазихрупкого разрушения. Этот процесс имеет ряд особенностей на стадии инициирования, распространения или остановки хрупкого разрушения (если последняя имеет место в силу особенностей распределения напряжений или свойств материала детали в зонах хрупкого разрушения). Он также существенно зависит от степени хрупкости металла детали, т. е. от уровня тех незначительных пластических деформаций, которые сопутствуют быстрому разрушению. [c.6]

Как следует из схемы, приведенной на рис. 6, оценка сопротивления статическому разрушению может осуществляться в трех основных состояниях вязком, квазихрупком и хрупком. Главным фактором, определяющим состояние материала, является температура эксплуатации или испытания. [c.238]

Состояние материала — вязкое 5 [c.486]

Важной особенностью, как было отмечено, является то обстоятельство, что переход материала от вязкого к хрупкому разрушению даже при определенной серии испытаний происходит в некотором температурном интервале. Таким образом, для каждой стали можно указать интервал различных значений переходной температуры. Более того, этот интервал не будет точно отражать физический смысл перехода материала из одного состояния в другое. Переход может произойти при различных температурах, зависяш,их от таких факторов, как вид нагружения (например, растяжение или срез), скорость нагружения, размеры образца и острота надреза. Таким образом, при использовании метода оценки сопротивления хрупкому разрушению на базе переходной температуры основным является выбор точного способа определения переходных температур материалов. [c.213]

Общее описание. Основным методом контроля вязкости материалов, который использовали при создании артиллерийского оружия, долгое время являлся метод испытания на ударную вязкость по Шарпи. Он был первоначально разработан в 1900 г. в Европе для определения стойкости материала к ударным нагрузкам (Мозер, 1937 г.). Необходимость ударного испытания надрезанного образца дополнительно к испытанию на растяжение возникла в результате многочисленных наблюдений хрупкого разрушения, возникающего у основания выступов или заплечиков в деталях из хрупкого металла, которые падали и тем или иным образом подвергались действию ударных нагрузок. Испытание на растяжение не давало соответствующей информации о вязком состоянии материала. [c.299]

Отметим, что в общем случае (без введения указанных концепций) определить зависимость а п d от времени можно лишь из решения задачи сопряжения концевой зоны со всей остальной областью. Получить такое решение для общего случае в настоящее время весьма затруднительно [69, 141], поскольку экспериментальные исследования деформирования материала в концевой зоне только начинаются и еще не получены уравнения состояния для зоны, вязко-упругое деформирование которой проходит при чрезвычайно высоких напряжениях. [c.67]

Пластичность и ударная вязкость обычно уменьшаются и только в отдельных случаях, например для меди и ее сплавов, наблюдается их увеличение. Уменьшение пластичности при снижении температуры свидетельствует о возможности перехода материала в хрупкое состояние. Условия перехода из пластичного в хрупкое состояние в зависимости от температуры объясняются схемой А. Ф. Иоффе и Н. Н. Давиденкова и связаны со значительным повышением предела текучести при условии малого изменения сопротивления хрупкому разрушению в процессе снижения температуры испытаний. В связи с этим совершенно очевидно, что, если при одинаковом сопротивлении хрупкому разрушению двух сплавов у одного из них при одинаковом снижении температуры сопротивление сдвигу будет увеличиваться слабее, то при наличии вязкого излома опасность хрупкого разрушения изделия из такого материала будет меньше. С этой точки зрения важным критерием оценки пригодности материала для работы в условиях низких температур может служить структура материала (волокнистый — вязкий излом), достаточная пластичность разрушенных сталей при —196° С и ниже и частично интенсивность роста предела текучести и предела прочности в зависимости от температуры 26 [c.26]

Процесс получения изделия длится 5—20 сек (продолжительность нагрева материала до вязко-текучего состояния не входит в цикл). На рис. 75 показана принципиальная схема процесса литья под давлением. [c.282]

В настоящее время в промышленности применяют большое количество методов изготовления деталей из пластмасс. Выбор метода переработки зависит от природы материала, от желаемых показателей физико-механических, диэлектрических, оптических и других свойств изделия. Пластмассы могут находиться в вязко-текучем, высокоэластичном и в твердом состояниях, поэтому целесообразно рассмотреть методы переработки пластмасс в изделия, классифицируя их по физическому состоянию материала на стадии формообразования изделия и физической характеристики процесса. [c.607]

Однако трудность вопроса состоит в том, что один и тот же материал при различных напряженных состояниях и различных условиях испытания (температура окружающей среды, скорость деформирования и т. д.) может разрушатьея и хрупко, и вязко. Кроме того, в некоторых случаях возможно комбинированное разрушение, когда в одних зонах разрушение происходит в результате отрыва частиц, а в других — в результате едвига. Это свидетельетвует о том, что характер предельного состояния материала и условия его перехода в предельное соетояние зависит от многих факторов. [c.222]

На рис. 1.4,6 нанесена также в координатах тах—Ymax бдиная кривая деформирования. Пересечение лучей с предельными прямыми на диаграмме механического состояния характеризует разрушение для случаев / и II — от среза, для случаев III и IV — от отрыва. При соответствующих значениях напряжения fmax по кривой деформирования можно определить деформации, сопутствующие разрушению. Чем больше напряженное состояние приближается к всестороннему растяжению, тем меньше оказывается пластическая деформация при разрушении, и вязкое разрушение сменяется хрупким. Отсюда следует, что на образование хрупкого состояния влияет тип напряженного состояния материала так возрастание нормальных растягивающих напряжений по сравнению с касательными повышает склонность материала к хрупкому разрушению. [c.12]

Такое предположение позволяет сделать сопоставление данных работ [61] и [96]. В обеих работах исследовали один и тот же Ti-сплав с параметрами структуры, характеризуемыми крупными а -пла-стинами в первичных (3]5,-зернах размером 0,5-1 мм. В работе [43] при выдержке материала под нагрузкой в течение нескольких минут изменения СРТ по сравнению с х = О не отмечали. В работе [96] при выдержке произошла смена механизма разрушения с вязкого внутризеренного, которому отвечал бороздчатый рельеф излома, на межсубзеренный с фасеточным рельефом излома, что сопровождалось сокращением в 16 раз периода роста трещины. В связи с фактом возрастания скорости роста трещин было подчеркнуто [96] наличие в материале 0,004 % Н2. Это количество Н2 достаточно мало по массе, но в другой работе [81] при длительном статическом нагружении образцов из сплава 0Т4 по схеме Трояно при объемной доле Н2 в 0,003-0,005 % наблюдали их замедленное разрушение и увеличение СРТ при высоком уровне напряжений. Такое разрушение, как говорилось выше, сопровождалось образованием гидридов и развитием трещин по ним. Но в работе [61] снижение долговечности было объяснено диффузией имеющегося в материале Н2 в полосы скольжения. Если это так, то при выдержке данный процесс должен сопровождать и рост трещины, способствуя охрупчиванию материала, однако это в работе [60] не наблюдалось. Поэтому только наличием в сплаве Н2 нельзя объяснить снижение периода зарождения трещины и увеличение СРТ. По всей вероятности, имелась некоторая субструктурная особенность состояния материала по межфазпым границам, которая вызывала рост трещины по ним в течение выдержки под нагрузкой или охрупчивание по плоскостям скольжения в монофазном материале. [c.368]

При построении модели удобно отнести к вязкому элементу только эффекты, связанные с влиянием скорости деформации при фиксированном структурном состоянии материала. При этом величина трения определится структурой материала, сфор- [c.52]

X (тст+тв), где Тст— статическое (не связанное со скоростью) сопротивление сдвигу, Xe iixSn — вязкая составляющая сопротивления, обусловленная скоростью пластического сдвига вп при коэффициенте i t. При достижении растягивающим напряжением максимальной величины и начале откольного разрушения линейный рост разгрузки нарушается, что связано не только с повреждением материала, но и тем, что в дальнейшем прекращается влияние изменения напряжений, связанное с волной разгрузки справа (см. рис. 107), поскольку разрушение зарождается при состоянии, соответствующем последней характеристике этой волны разгрузки [12], которая разграничивает области изменения нагрузки. Выше последней С -характеристики состояние материала при отсутствии волны разгрузки слева определяется статической кривой сжатия. Влияние скорости связано с волной разгрузки слева и учитывается автоматически, поскольку возникающий в плоскости откола уровень растягивающих напряжений, который зависит от эффектов вязкости, влияет на положение точки К, находящейся на пересечении лучей из точек 1 и 2, определенных экспериментально. [c.231]

Значения < pi, разграничивающие области вязкого и квазихруп-кого состояний материала, для различных зон кольцевого шва находятся в широком температурном интервале. Данные таблицы свидетельствуют о том, что наивысшим значением характеризуется зона термического влияния в наплавке на рулон. [c.369]

Исследованы температурные зависимости ударной вязкости, работы распространения трещины, доли волокнистого излома при испытаниях на динамический изгиб образцов, отобранных из различных зон сварного соединения сталей 22ХЗМ 4- 10Г2С1. Определены области вязкого и квазихрупкого состояний материала этих зон и значения первой критической температуры [c.392]

Для аномально вязких сред, к которым относятся резиновые смеси, напряженное состояние материала зависит как от степени аномалии вязкости, так и от взаимного влияния продольного и поперечного (циркуляционного) потоков. Влияние это тем больше, чем больше отношение UxjUz, где Ux — поперечная составляющая линейной скорости. Составляющие Ux и Uz связаны с углом подъема винтовой линии [c.168]

Выделяют две критические температуры хрупкости. Если материал находится в вязком состоянии, то дефекты не развиваются. Первая критическая температура характеризует точку перехода материала из вязкого состояния в квазихрупкое. С понижением температуры хрупкость материала увеличивается. Вторая критическая температура 1кр2 характеризует точку перехода материала из квазихрупкого состояния в хрупкое. [c.114]

Особого внимания заслуживает вопрос о состоянии материала в зонах стесненной деформации, играющем в механизме сверх-иластйчности основополагающую роль [187, 165, 167, 172]. По нашему мнению, в зонах стесненной деформации при сверхпластичности возникают атом-вакапсиопные состояния, которые обеспечивают вязкое (или квазивязкое) течение материала в этих зонах, а следовательно, и движение макроэлементов структуры как целого без нарушения сплошности образца. [c.86]

Подобные результаты были получены и на основании испытаний сосудов диаметром 1525 мм с толщиной стенки 25,4 мм из низкоуглеродистых сталей с одинаковым пределом прочности на разрыв 43—49 кгс/мм2), но отличающихся показателем вязкости разрушения (Бевитт и др., 1964 г.). Однако когда сосуды находились под давлением воды, был обнаружен переход материала из вязкого состояния в хрупкое. При температурах, превышающих температуру остановки трещины листа, рост трещины при разрушении приостанавливался через несколько десятков миллиметров. Когда в сосуд добавляли 10% воздуха, остайовки трещины не происходило, и распространение трещины продолжалось до окончательного разрушения (рис. 11). Таким образом, хотя условия инициирования сохраняются постоянными, последствия разрушения зависят от запасенной в системе энергии. Целесообразность применения метода AT рассмотрена выше. [c.227]

Так как при проведении большинства испытаний сосудов ста-вили целью определить условия инициирования треш ины, некоторые работы выполняли для изучения поведения распространения трещины в газопроводах. В газопроводах значительное количество запасенной энергии мажет привести к распространению инициированной трещины на участке длиной в несколько километров, если скорость распространения трещины будет настолько большой, что вследствие утечки давление не снизится. Этот фактор зависит от вязкости стали и представляет значительный интерес в экономическом отношении. При испытаниях, выполненных Баттелли (Даффи, 1966 г.) на реальном газопроводе длиной —205 м, использовали динамическое инициирование трещины от несквозных дефектов измеряли длину и скорость распространения трещины. При этом был зафиксирован переход материала из вязкого состояния в хрупкое при более высоких температурах наблюдалась большая площадь среза в изломе. Между числом процентов кристалличности в изломе и скоростью разрушения была обнаружена линейная зависимость. Если бы была разработана методика испытания образцов небольших размеров, то можно было бы установить связь с поведением материала при испытаниях большой трубы. В связи с этим были рассмотрены несколько методик, в том числе методика испытаний образцов Шарпи, AT и на разрыв при свободном падении груза, и была найдена некоторая зависимость меркду скоростью разрушения при испытании трубы и поведением материала образца небольших размеров. Однако наиболее приемлемое соотношение было установлено при испытании образцов на разрыв под действием падающего груза (DWTT). [c.229]

Раньше были отмечены многие способствующие разрушению факторы, такие как низкая температура, высокое напряжение, наличие надрезов или дефектов, их расположение, и свойства стали. Относительная важность этих факторов не может быть определена, но, вероятно, некоторые из них должны действовать одновременно, чтобы вызвать хрупкое разрушение. Проведенные испытания показали значительный разброс результатов. Это объясняется тем, что переход материала из вязкого состояния в хрупкое не имеет определенного количественного критерия, а является процессом статистической природы. Красс и др. (1956 г.) ясно продемонстрировали, что энергия разрушения при ударных испытаниях образцов с надрезом имеет бимодальный характер частотного распределения, связанного с двумя видами разрушения отрывом и сдвигом (рис. 21). Бимодальность чаш е была отмечена в образцах с тупыми надрезами, чем в образцах с острыми надрезами. Поэтому при стремлении разработать предупредительные меры невозможно устранить вероятность разрушения, можно только уменьшить риск до определенного уровня. Это соответствует современному образу мышления во многих отраслях техники. [c.397]

Для получения деталей из термореактивных пластмасс необхо-ДИМ9 определенное давление при одновременном нагреве пресс-материала до вязко-текучего состояния. Отверждение является результатом реакции полимеризации, а для изготовления деталей из термопластичных пластмасс требуются не только давление и предварительный нагрев, но и последующее охлаждение для сохранения приданной формы. Обычно прямое прессование применяют для изготовления деталей из термореактивных пластмасс. [c.608]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...