Условия разрушения в зависимости остаточных напряжений

Возникающие в местах концентрации напряжений трещины, как правило, распространяются под действием циклических эксплуатационных нагрузок в пластически деформированных зонах. В зависимости от конструктивных форм и абсолютных размеров сечений, температуры, скорости и характера нагружения, механических свойств, уровня начальной дефектности и остаточной напряженности в конструкциях могут возникать хрупкие состояния, характеризуемые весьма низкими (до 0,1 сгт) разрушающими напряжениями. Условия образования и развития хрупких трещин при этом оказываются связанными со стадией развития трещин циклического нагружения. В вершине трещин длительного статического, циклического и хрупкого разрушения в зависимости от номинальной напряженности и размеров трещин возникают местные упругопластические деформации соответствующего уровня. Таким образом, оценка несущей способности и обоснование надежности элементов машин и конструкций должны осуществляться на основе анализа кинетики местных упругих и упругопластических деформаций, статистики эксплуатационной нагруженности, энергетических и силовых деформационных критериев разрушения. [c.78]

Условия усталостного разрушения в зависимости от остаточных напряжений и свойств слоя при поверхностном упрочнении [c.148]

Закаленная сталь изнашивалась в условиях трения со смазкой при упругом контакте по схеме кольцевой цилиндр — плоскость. Зависимость макронапряжений от пути трения приведена на рис. 9. Величина макронапряжений колеблется вокруг определенного уровня, который определяется, как и твердость, внешними условиями, в частности нагрузкой. При меньших нагрузках остаточные напряжения и твердость меньше. Спад макронапряжений авторы объясняют разрушением материала. Зависимость объемного износа от пути трения (рис. 10) имеет две точки перегиба. Участок ОА — интенсивный износ в результате соударения высоких неровностей с контртелом и их отделения АВ — период приработки, во время которого происходит упрочнение и увеличение фактической плош ади контакта. Усталостный износ начинается в точке В. Влияние нагрузки на путь трения до начала усталостного износа представлено на рис. И. Если перейти от большей нагрузки к меньшей, то до наступления усталостного износа требуется инкубационный период. При переходе от меньшей нагрузки к большей этого периода нет. Поскольку такое поведение износа аналогично характеру распространения усталостной трещины при изменении напряжения, авторы считают, что износ происходит в результате усталостного разрушения поверхностного слоя. [c.29]

В зависимости от условий нагружения материал может находиться в различных механических состояниях. При небольших внешних силах и, соответственно, при небольших напряжениях материал находится в упругом состоянии. При больших силах обнаруживаются заметные остаточные деформации, и материал находится в упругопластическом состоянии. При еще больших напряжениях, происходит образование местных трещин и наступает состояние разрушения. [c.82]

При оценке прочности конструкций различных деталей, машин и сооружений необходимо учитывать, что они часто работают в условиях сложного напряженного состояния. В зависимости от условий работы материал этих конструкций может находиться в различных механических состояниях. Как правило, если внешние нагрузки не превышают некоторой величины (зависящей от материала и вида напряженного состояния), то материал находится в упругом состоянии. При больших нагрузках могут обнаруживаться заметные остаточные деформации и даже местные треш ины. В первом случае материал переходит в пластическое состояние, во втором - в состояние разрушения. [c.98]

Чтобы избежать хрупкого разрушения сварного соединения, необходимо воздействовать хотя бы на один из этих факторов. Концентрация напряжений и температура в меньшей степени поддаются изменению по сравнению с остаточными сварочными напряжениями. Поэтому в зависимости от условий работы и назначения сварного соединения проводятся различные мероприятия, начиная от перераспределения остаточных напряжений и кончая их полным устранением. [c.120]

Критерии разрушения. Одной из наиболее важных задач сопротивления материалов является определение механических условий, вызывающих пластическую деформацию и разрушение в элементах машин и инженерных сооружений. Как общее правило, допускается, что во всяком твердом теле возможно возникновение таких напряженных состояний, которые способны повлечь за собой значительные изменения его формы или же разрушение. При оценке степени опасности разрушения, могущего произойти в той или иной конструкции, следует иметь в виду несколько критериев. В гл. III было уже указано, что с возрастанием напряжений остаточная или пластическая деформация в пластичных металлах может развиваться либо внезапно, либо очень постепенно, в зависимости от того, обладает ли металл четко выраженным пределом текучести или не обладает там же указывалось, кроме того, что наблюдаемый предел текучести зависит от тех нагружений и пластических деформаций, которым материал подвергался прежде. Помимо прочих условий, решающее влияние на величину сил, приводящих тело в деформированное состояние, оказывает температура. [c.197]

В обычных условиях сварочные напряжения и местные пластические деформации проявляются совместно. Но в некоторых случаях, при сварке в жестком закреплении (например, при сварке монтажных стыков), а также при умышленном применении искусственных способов создания остаточных напряжений, районы действия остаточных напряжений и местных пластических деформаций могут оказаться разделенными. Тогда влияние остаточных напряжений на прочность будет заметным, особенно если возможно хрупкое разрушение конструкций. При этом, в зависимости от сочетания остаточных напряжений и напряжений от внешней нагрузки, могут быть случаи как снижения прочности, так и ее повышения. [c.132]

При испытаниях на замедленное разрушение нагружение малогабаритного образца 3 можно осуществить механическим путем (рис.6.5.1,6) при помощи винта 1 через опорый диск 2. Выпуклая поверхность образца 3, ограниченная диаметром опорного диска, налодится в условиях двухосного осесимметричного напряженцого состояния с растягивающими компонентами напряжения [289]. Дисковый образец может иметь диаметральный прямой или круговой шов. Заданный уровень напряжения на поверхности обеспечивают либо расчетным определением требуемого изгиба, либо тензометрированием. Результаты таких испьгганий позволяют судить о стойкости свиных соединений против замедленных разрушений в зависимости от материала, технологии сварки, уровня остаточных напряжений, присутствия коррозионной среды. [c.155]

Для нестационарно нагруженных изделий определение условий разрушения связано с нахождением остаточного ресурса, обусловленного накопленным повреждением в зависимости от формы и параметров спектра действующих напряжений. Для определения накопленного усталостного повреждения при стационарном нагружении с амплитудой напряжения огаг используют гипотезу о его пропорциональности пройденному числу [c.170]

Пределом ползучести стали при данной температуре называют напряжение, при котором непрерывно увеличивающаяся остаточная деформация, при заданном времени, достигнет назначенной величины. Очевидно, что предел ползучести — величина условная. При прочих равных условиях (температура, марка металла и суммарная остаточная деформация) он может изменяться в зависимости от принятого вре-менп. Точно так же можно варьировать величину суммарной деформации при неизменном времени. При расчете деталей паровых турбин за предел ползучести принимают напряжение, которое вызывает деформацию, равную 1% за 100 000 ч. Это соответствует скорости ползучести, равной 10 мм/(мм-ч) или, что тождественно 10 %/ч. Необходимо всегда учитывать то обстоятельство, что при длительности нагрузки в 100 000 ч разрушение хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых и аналогичных сталей наступает при относительной малой суммарной деформации ползучести, иногда составляющей всего 2—4%. Для углеродистой стали эта деформация достигает 10% [12, 47, 105]. [c.16]

Хэрринг [35] показал, что прочность борного волокна при повышенных температурах значительно изменяется в зависимости от условий его изготовления и что предел прочности волокна при 1100° С может достигать 200 кгс/мм . Прочность матрицы и характер остаточных напряжений также влияют на прочность композиционного материала при нагреве. Это находит подтверждение в морфологии разрушения образцов при растяжении композиции борсик — алюминий, показанных на рис. 17. При комнатной температуре поверхность разрушения характеризуется очень малым количеством выдергиваний волокон из матрицы хорошо изготовленного образца. Волокна, которые выступают над средней пове рхностью разрушения, часто покрыты алюминием, поскольку поверхность раздела, образующаяся в процессе изготовления материала, более прочна по сравнению с матрицей. [c.463]

ЭТОЙ части кривой сомнительна, и поэтому Николс (1966 г.) предложил более реалистичную диаграмму анализа разрушения (рис. 16). Диаграмма важна для иллюстрирования простым способом основных факторов, касающихся хрупкого разрушения. Сравнение диаграммы с результатами исследований разрушений показало, что по отношению к NDT первоначальный размер тре-ш,ины, влияние остаточных напряжений и концентраторов напряжения в зависимости от предела текучести и предела прочности материала могли быть связаны с вязкостью разрушения стали. Исключение составляет серия испытаний, проведенных на цилиндрических сосудах высокого давления с искусственными треш,и-нами. Если сосуды находятся под давлением воздуха, то они разрушаются при температурах выше точки FTP (участок над кривой AT), даже когда номинальное напряжение меньше половины предела текучести материала. Сосуды, находяш,иеся под гидравлическим давлением, разрушаются при указанных на диаграмме условиях. [c.232]

Остаточные сварочные напряжения оказывают различное влияние на прочность сварных конструкций в зависимости от вида действующей на них нагрузки, а также от величины и характера распределения этих напряжений. При статической нагрузке остаточные напряжения не оказывают влияния на прочность конструкций только в тех случаях, когда металл сохраняет спо10об ость пластически деформироваться. Особенно сильно проявляется действие остаточных. напряж1ений в условиях, способствующих возникновению хрупкого разрушения сварного соединения. Хрупкое разрушение происходит в результате неблагоприятного сочетания трех факторов копцентрации напряжений, остаточных напряжений и температуры. [c.120]

Так, например, на рис. 192 показана зависимость предельного напряжения и предельной пластической деформации от теоретического коэффициента концентрации напряжения при постоянной температуре материала и прочих равных условиях испытания образцов. По достижении определенного значения сс р характер трещины и ее развития до разрушения образца при номинальном напряжении ниже предела текучести материала изменяется. Аналогичная зависимость наблюдается в случае изменения температуры материала при а = onst (рис. 193). Может иметь место сходная зависимость предельного напряжения от местной твердости материала, измененной в результате местного деформационного упрочнения, старения или азотирования. В данном случае необходимо учитывать возможность повышения остаточных напряже-278 [c.278]

При моделировании процессов длительного разрушения различают идеально хрупкое (бездеформационное) разрушение, идеально вязкое, протекающее по схеме Хоффа [75] (при котором нарушение сплошности материала происходит лишь в момент, когда площадь сечения вследствие поперечного сужения обращается в нуль), и, наконец, промежуточное разрушение смешанного типа. Предельную деформацию предшествующую разрушению при ползучести, называют деформационной способностью материала, или его ресурсом пластичности. Она может заметно отличаться от величины 6 (табл. АЗ.6). В качестве характеристик определяют остаточную деформацию ползучести 4 и относительное сужение Х]/, при разрушении. Эти характеристики весьма чувствительны к условиям испытания — температуре и напряжению, определяющим время до разрушения [83]. При постоянной температуре по мере уменьшения напряжения (увеличения tp) ресурс пластичности, как правило, снижается. Однако в некоторых случаях (в частности у сталей перлитного класса) по достижении некоторого минимума с ростом tp ресурс в дальнейшем снова увеличивается. Обычно это связано со структурными изменениями, происходящими в металле во время испытания. Зависимость 6, = = 6 (Т) также может иметь минимум, значение которого зависит от времени до разрушения. Для определения 8 некоторые исследователи рекомендуют проведение испытаний при постоянной скорости деформации. [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...