Состояние материала предельное 8 — Возникновение

С учетом характерных особенностей процессов деформирования и разрушения при неизотермическом малоцикловом нагружении представляется перспективной деформационно-кинетическая трактовка условий достижения предельного состояния материала по возникновению треш,ины, интегрально учитывающая основные закономерности процесса при малоцикловом неизотермическом нагружении в заданном диапазоне температур. Критериальные завпсимости для условий малоциклового неизотермического нагружения трактуются по предложению [1] в форме уравнений [c.41]

Для описания условий возникновения предельного состояния материала детали при воздействии термоциклических нагрузок используют представления о повреждаемости материала [4, 25, 40, 71]. Повреждаемость материала есть приводящий к разрушению процесс необратимых изменений, протекающих в материале под действием напряжений в условиях высоких температур. [c.14]

Таким образом, физико-механические процессы, происходящие в структуре материала при возникновении пластических деформаций и при начале разрушения, различны. Очевидно, что различным должен быть и подход к анализу предельных состояний. [c.85]

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]

Опыт свидетельствует еще об одном факте. Если сопоставлять два одинаковых однородно напряженных образца, у которых в момент возникновения предельного состояния материала имеются [c.520]

Если предельным состоянием материала в локальной области является хрупкое разрушение, то в ряде случаев это предельное состояние может представить опасность для всей конструкции, ибо разрушение материала в малой области может явиться началом развития конечной по размеру области разрушения. В таких случаях вполне уместно использование расчета по допускаемым напряжениям, в котором считается, что опасная ситуация для конструкции в целом заключается в возникновении опасной для материала ситуации хотя бы в одной или нескольких ее точках. [c.523]

Если локальную область, в которой материал доведен до состояния текучести, окружает материал, находящийся еще в упругом состоянии, то фактически текучести как таковой произойти не может в силу стеснения больших деформаций сопротивлением окружающего материала. Утверждение о возникновении текучести в локальной области фактически является утверждением о потенциальной возможности пластических деформаций, реализация которых мыслима лишь по снятии стеснения ). Именно поэтому расчет по допускаемым напряжениям в случае пластического состояния материала не является совершенным, так как предельное состояние материала в окрестности точки не представляет опасности в целом для конструкции. Более совершенным является расчет по разрушающим (или, иначе, по допускаемым) нагрузкам, а еще более совершенным — расчет по предельным состояниям. [c.523]

Теория Мора позволяет найти объяснение многим фактам. Однако в силу неучета влияния напряжения на возникновение предельного состояния материала в окрестности точки тела эта теория не в состоянии избежать погрешностей. Опыт подтверждает это. Однако количественно максимальная погрешность достигает величины не более 17% и может быть доведена до 8,5%, что [c.544]

Каждая из серий испытаний, входивших в опыт Т. Кармана и Р. Бекера, дает огибающую предельных кругов Мора. Огибающие получаются в обоих случаях плавными, но несколько смещенными одна относительно другой. Это несовпадение огибающих объясняется тем, что, как только что обсуждалось, роль СТа в опытах Т. Кармана и Р. Бекера была неодинаковой. Иными словами, предположения О. Мора об отсутствии влияния Ста на возникновение предельного состояния материала не оправдывается, хотя это влияние и не столь уж велико и им зачастую можно пренебрегать i). [c.548]

Для пластичного материала предельным обычно считается, напряженное состояние, которое соответствует возникновению заметных остаточных деформаций, а для хрупкого - такое, при котором начинается разрушение материала. [c.198]

Остановимся еще на одном, недавно предложенном критерии прочности для изотропных материалов [99, 130]. Авторы указанных работ исходят из того, что наступление предельного состояния определяется критерием возникновения трещин (некоторой функцией касательных напряжений т) и критерием распространения трещин (нормальным растягивающим напряжением Ощах как наибольшим из трех). Условие, устанавливающее переход материала в предельное состояние, записывается как совмещение условий пластичности и хрупкого разрушения [c.209]

При расчетах по допускаемым напряжениям коэффициент запаса вычисляют как отношение предела текучести материала к максимальному напряжению. При обычно наблюдаемом неоднородном нагружении материала полых резино-текстильных изделий возникновение в какой-либо одной наиболее напряженной точке (или области) пластических деформаций еще не означает выхода из строя всей конструкции. Поэтому при расчетах по предельному состоянию определяют предельные нагрузки, при которых исчерпывается несущая способность (прочность или устойчивость) всего изделия, или же определяют деформацию (по прогибам или по складкообразованию), ведущую к выходу из строя конструкции или ее элемента, а коэффициент запаса вычисляют как отношение предельной нагрузки к действительной. Применение этого метода позволяет создавать более экономичные конструкции, поскольку здесь вскрываются дополнительные прочностные и деформационные ресурсы конструкций, не учитываемые в методе расчета по допускаемым напряжениям. [c.118]

Как известно (см. 2.10), предельным напряжением для пластичного материала является предел текучести о,,,, а для хрупкого -предел прочности Ор. Поэтому предельное напряженное состояние у пластичных материалов наступает при возникновении остаточных деформаций, а у хрупких — при начале разрушения. [c.238]

Эта гипотеза пригодна лишь для пластичных материалов и, следовательно, под предельным состоянием здесь следует понимать возникновение заметных остаточных деформаций, т. е. наступление текучести материала. [c.208]

Для замены сложного напряженного состояния одноосным обычно принимается какая-либо гипотеза о том, какой фактор играет решающую роль в возникновении предельного напряженного состояния, т. е. что является критерием возникновения текучести материала или критерием разрушения, как эта замена отражается в расчетах. [c.92]

Таким образом, в уравнении, характеризующем предельное состояние при термоциклическом нагружении, необходимо учесть следующие факторы зависимость пластичности от предыстории нагружения материала влияние максимальной температуры цикла амплитуду или размах полной деформации за цикл возможность возникновения в цикле деформаций ползучести. Эти факторы учитывает следующая форма уравнения предельного состояния [c.127]

О путях оценки сопротивляемости материала возникновению в нем предельного состояния в локальной области. Возникает вопрос как же судить о сопротивляемости материала появлению текучести или разрушению, в случае, если он находится в условиях пространственного напряженного состояния [c.521]

Во-первых, она позволяет предсказать вид разрушения. Во-вторых, пользуясь этой теорией, можно судить, насколько близок другой вид разрушения если прямую, соответствующую рассматриваемому напряженному состоянию, достаточно повернуть на небольшой угол, чтобы. произошло изменение вида разрушения, то этот другой вид разрушения достаточно близок к фактически реализуемому. Наконец, теория Я. Б. Фридмана позволяет установить предельные значения напряжений, соответствующие возникновению текучести и разрушению. Теория Я. Б. Фридмана позволяет судить и о том, как добиться получения более мягкого режима работы материала. [c.555]

Эта теория содержит много интересных идей. Наибольший интерес представляет установление и вида предельного состояния — возникновение текучести или разрушение, а в последнем случае его типа (отрыв или срез) и уровня предельных напряжений в зависимости от природы материала и характера напряженного состояния в точке. Однако для необходимого завершения этой теории требуется еще большая работа. Уточнению должны быть подвергнуты линии сетки материала и линии напряженных состояний. [c.555]

Совершенно очевидно, что так как при трехосном, хотя бы в небольшой мере, неравномерном растяжении предельное напряжение не равно бесконечности, пользоваться в этой области поверхностью типа однополостного гиперболоида вращения нельзя. В немногочисленных вследствие трудной их осуществимости опытах у материала наблюдалось высокое сопротивление возникновению в нем предельного состояния при трехосном одинаковом во всех направлениях растяжении. Вместе с тем даже весьма незначительное отклонение от одинаковости растяжения во всех направлениях сопровождается резким снижением сопротивления материала наступлению предельного состояния. Вследствие такого рода неустойчивости в поведении материала в области значитель- [c.573]

Связь I1I—V. Нагрузки, вызывающие усталостное разрушение материала детали, носят циклический характер и имеют разную величину. Эксплуатационные нагрузки, действующие на деталь, изменяются по амплитуде и среднему значению, что объясняется дорожными условиями. Предельное значение эксплуатационной нагрузки не достигает величины, при которой мол<ет произойти мгновенное разрушение детали в эксплуатации. В то же время при возникновении нагрузок, превышающих предел выносливости, в металле детали возникают усталостные разрушения. Срок службы детали можно определять на основании гипотезы о накоплении усталостных повреждений до такого состояния, когда остаточная усталостная прочность становится равной нулю. [c.94]

Ограничимся моделью материала, обладаюш.его физическим пределом выносливости а см. кривую усталости на рис. 20.8а), В этом случае при неограниченной эксплуатации и при нагружении по симметричному циклу (/ о- = < min/ 7 max = 1) уСЛОВНе возникновения предельного состояния имеет вид [c.342]

Критерии предельных состояний композита. Как было отмечено в предыдущем разделе, разрушение композиционного материала является многостадийным процессом. Смену стадий обычно связывают с возникновением нового вида (или видов) разрушения, отсутствовавшего на предыдущих этапах процесса, или с качественным изменением физико-механических свойств по крайней мере одного из исходных элементов композиции (например, начало процесса пластического течения материала связующего). [c.75]

Нормативные методы расчета на прочность сосудов высокого давления, которые работают при температурах, не вызывающих ползучести материала, основаны на принципах оценки по предельным состояниям (вязкому разрушению, охвату всего сечения элемента сосуда пластической деформацией, возникновению макротрещин при циклическом нагружении). Толщины элементов рассчитывают по предельным нагрузкам, соответствующим предельным состояниям вязкому разрушению или пластической деформации по сечению элемента (ОСТ 26 104 87). При расчете по методу предельных нагрузок расчетное давление р принимают в щ или раз меньше значений р., или р (где р , Рв - давление, при котором вся стенка элемента соответственно переходит в пластическое состояние или разрушается tij, п - коэффициент запаса статической прочности соответственно по р-, или р ). [c.779]

При циклическом нагружении, как известно [1—4], сопротивление деформированию и разрушению определяется пластическими свойствами материала. При этом предельное состояние, опреде-ляюш,ее условие разрушения (возникновение треш,ин), в том числе при больших долговечностях > 10 циклов), может быть записано в виде [5] [c.65]

Деформационно-кинетический критерий малоцикловой прочности при неизотермическом нагружении. Учитывая характерные особенности процессов циклического деформирования и разрушения при переменных температурах, перспективна деформационно-кинетическая трактовка условий достижения предельного состояния материала по возникновению макротрещины и для иеизотермиче-ского малоциклового нагрул<ения. При этом интегрально учитываются основные закономерности малоциклового неизотермического деформирования в заданном диапазоне температур. [c.106]

Зависимость сопротивляемости материала возникновенин> предельного состояния в локальной области от напряженного состояния и от истории нагружения. До сих пор при рассмотрении сопротивляемости материала разрушению или возникновению текучести имелась в виду работа его в условиях линейного напряженного состояния, изучаемого в опытах с образцами, подвергнутыми растяжению или сжатию, напряженное состояние в которых однородно. Вместе с тем в конструкциях материалу приходится работать и в иных, гораздо более сложных условиях — напряженное состояние материала может быть не линейным, а плоским или даже пространственным. [c.520]

Исходя из соображений механики, делается предположенпе (принимается гипотеза) о причине разрушения материала или возникновения в нем состояния текучести эта причина считается одинаковой во всех мыслимых напряженных состояниях. Предполагается, что такой причиной является некоторый фактор ф, имеющий механическую природу и могущий быть оцененным количественно. Например, таким фактором может явиться напряжение, деформация, удельная энергия деформации. То значение фактора ф, ответственного за разрушение или возникновение текучести, которое соответствует наступлению предельного состояния материала, будем называть предельным (опасным) и обозначать (р . [c.522]

Критерий (8.15) хорошо соопзетствует и трехосному равиомер-и )му сжатию мятернала, при котором да,же очень высокие напряжения не приводят ни к разрушению, ни к возникновению текучести. Что касается трехосного равномерного растяжения, то при таком напряженном состоянии происходит хрупкое разрушение, тогда, как на основании критерия (8.15), предельное состояние не должно возникать. О том, что при хрупком состоянии материала критерий (8.15) не согласуется с опытом, уже говорилось. [c.531]

Весьма поучительна история возникновения и развития четвертой теории. Основная ее идея, по-видимому, впервые, еще до Губера, возникла у Дж. К. Максвелла, который в письме к У. Томсону (лорду Кельвину) писал у меня имеются веские основания думать, что когда энергия (искажения формы) достигает известного предела, элемент выходит из строя . Эта идея, к которой Максвелл больше не возвращался, оставалась неизвестной до опубликования писем Дж. К. Максвелла У. Томсону, происшедшего уже после ) возникновения первого варианта энергетической теории предельного состояния материала. Упомянутый первый вариант возиик в 1885 г, в работе Е. Бельграми2), когда он выдвинул гипотезу, согласно которой предельное состояние материала, независимо от того, находится ли он в линейном или сложном (плоском или пространственном) напряженном состоянии, наступает при достижении удельной потенциальной энергией деформации в окрестности рассматриваемой точки тела предельной (опасной) величины WОбращаем внимание на то, что здесь речь идет не об удельной потенциальной энергии формоизменения, а о полной удельной потенциальной энергии деформации. [c.534]

Эквивалентное напряжение. Выражения в левых частях критериев предельного состояния (условий невозникновения предельного состояния и условий надежности), соответствующих каждой из четырех рассмотренных теорий, имеют размерность напряжения. Эти выражения можно рассматривать как некоторые напряжения в условиях одноосного напряженного состояния, эквивалентные по эффекту своего действия напряжениям при сложном напряженном состоянии. Под эффектом действия понимается возникновение предельного состояния материала. Будем называть обсуждаемые выражения эквивалентными [c.536]

Текстура характеризует состояние материала покрытия. Состояние материала с текстурой характерно тем, что кристаллические решетки элементов материала (зародыши, кристаллы) расположены в пространстве упорядоченно. Это означает, что однотипные атомные плоскости и направления решеток отдельных элементов параллельны или почти параллельны. Идеальной текстурой обладает монокристалл. Поликристап-лический ма ериал представляет собой трехмерную мозаику, выполнен ную из отдельных монокристаллов - зерен. Можно представить себе три предельных способа укладки зерен 1) однотапные плоскости и нал равления в решетках зерен параллельны, 2) параллельно только одно однотипное направление решетки, 3) однотипные плоскости и направления в решетках зерен расположены случайно относительно друг друга. Чтобы различать способы укладки зерен в поликристаллическом материале, введены понятия ограниченной текстуры для первого способа и аксиальной текстуры для второго. Естественно, что третий способ укладки не принопит к возникновению текстуры. [c.18]

Допускают также возможность существования двух предельных характеристик материала сопротивления возникновению усталостной трещины и сопротИвл№ия развитию трещины. Некоторые исследователи утверждают, что сопротивлен14е развитию усталоСтной трещины является константой данного материала, равной пределу выносливости t>бpaзцa с трещиной, сопротивление же возникновению трещины зависит от отношения главных напряжений й увеличивается с ростом жесткости напряженного состояния [159J. [c.140]

В последние годы в России [55] и за рубежом [4, 5, 9, 46] накоплен большой объем информации, основанной на прямых наблюдениях напряженно-деформированного состояния металла оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений и его отказов. Приводимые данные могут быть использованы как эмпирический материал при рассмотрении вопроса об ограничении размеров дефектов. Исследованиями ВНИИНМАШа и ООО Оренбурггазпром установлен предельный размер трещины (L 250-300 мм), при наличии которой возможно возникновение лавинного разрушения в трубопроводе 0720 мм при действующем рабочем давлении. Полученное значение соответствует размеру расслоения металла (L = 300 мм), в результате которого в 1990 г. произошло разрушение тупикового участка газопровода ПО Оренбурггаздобыча . [c.126]

Дифференциация материи и, следовагельно, возникновение все новых субстанциональных форм не могут продолжаться бесконечно. Причина достижения предела дифференциации заключается в достижении предельной минимальной мерности. Проявление этого состоит в том, что выделенный при первой дифференциации центральный фрагмент становится пе в состоянии контролировать последующую интеграцию фрагментов, выделенных при последней дифференциации. То есть на определенном этапе при следующем акте дифференциации центральный фрагмент не сможет собрать воедино фрагл(енты, претерпевшие последнюю дифференциацию. Поэтому именно в этот момент дифференциация прекращается. Эту точку мы называем тонкой предельного роста. [c.58]

Согласно модели среза разрушение происходит по плоскости действия максимальных касательных напряжений (рис. 6.3). На это, в частности, указывает срез по конической поверх ности в области шейки при растяжении стержневого образца (см. линии АВ и А1В1 на рис. 6.4). Именно здесь эта коническая поверхность соприкасается с плоскостями действия максимальных касате.тьных напряжений. При этом к моменту возникновения предельного состояния разрушения эти касательные напряжения достигают своего наибольшего значения, определяемого сопротивлением срезу т ре,,. Критерий разрушения аналогичен по форме критерию пластичности (6.8), но включает другую постоянную материала [c.141]

Сочетание приведенных выше свойств и особенностей деформирования при термоусталостных испытаниях сплава ЭП-693ВД обусловливает появление трещин циклического разрушения в зонах шейки , что говорит о выраженном влиянии процесса накопления односторонних деформаций и, следовательно, квази-статических повреждений на достижение предельного состояния по условию циклического разрушения. Однако при испытаниях на больших уровнях долговечности с жесткостью нагружения с <" 95 тс/см, когда эффект накопления односторонних деформаций практически отсутствует (см. рис. 1.3.6), можно ожидать возникновения термоусталостной трещины в зоне перехода от рабочей длины к конической части образца, где температура цикла соответствует минимальной пластичности и, следовательно, долговечности материала. [c.51]

При нагружении с характеристикой цикла R>Ra диаграмма выносливости для гладких деталей выходит за значения предела текучести при растяжении. В этом случае во время первых циклов нагружения в области вершины концентратора материал переходит из упругого состояния в пластическое, что приводит при разгрузке к возникновению в этой области остаточных напряжений сжатия. Предельное максимальное напряжение цикла (Г (oak + omk) при соблюдбнии указанных ранее допушений постоянно и равно пределу текучести при растяжении (Тт.р- В результате этого создается положение, когда независимо от дальнейшего внешнего изменения R реальный коэффициент асимметрии цикла остается постоянным и равным Ra, а сопротивление усталости не изменяется. Соответствующую амплитуду номинального переменного напряжения в этой области можно определить из уравнений (8) и (10) [c.50]

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7, в), превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластической зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении. [c.11]

В сложном нанряжённом состоянии П. п. определяется как значение нек-рой комбинации компонентов тензора напряжений или тензора деформации перед раз-рушенве.м. При этом, вообще говоря, значение П. и. зависит от процесса деформации, т. е. от порядка приложения нагрузок. В нек-рых материалах разрушение наступает, когда наибольшее растягивающее напряжение достигает предельного значения в других — когда предельного значения достигает наибольшее касательное напряжение в третьих — когда предельного значения достигает интенсивность напряжений, и т. п. Выбор II. п. зависит как от свойств материала, так и от требований, предъявляемых к конструкции. Напр., в ряде случаев в конструкции недопустимо возникновение пластич. деформаций. При этом для определения П. п. используются условия пластичности. [c.168]

Советский ученый А. А. Гвоздев распространил расчет балок исходя из модели жесткопластического материала на изгиб иластинок. В качестве предельного пластического состояния для любого сечения пластинки он принял возникновение цилиндрического пластического шарнира, в котором образуется двугранный угол любой величины при постоянном предельном значении изгибающего момента. Упругие деформации пластинки в соответствии с моделью жесткопластического материала считаются малыми по сравнению с пластическими. А сани пластические деформации принимаются малыми по сравнению с толщиной пластинки, что позволяет применять линейную теорию изгиба пластинок, [c.243]

Выра кенйя (156) и (157), как правило, используют для расчетов прочности элементов из хрупких и малопластичных материалов при этом в расчет вводят характеристику материала Од. Уравнения (158) и (159) справедливы для многих пластичных кон струкционных металлических материалов, находящихся в каждом из указанных выше предельных состояний — образование пластических деформаций (с использованием величины От) и возникновение вязкого статического разрушения (с использованием величины 0в). Учитывая, что вне зон концентрации напряжений плоское напряженное состояние реализуется чаще, чем объемное, уравнение (159) можно привести к уравнению (158). Так как у малопластичных конструкционных металлических материалов при статическом нагружении проявляются свойства анизотропии (предел прочности при растяжении 0вр отличается от предела прочности Ojj при сжатии), то для анализа условий разрушения используют огибающие кругов Мора (10, 13, 17] с предельными точками о р, Овс и пределом прочности при сдвиге [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...