Состояние Определение в вершине трещин

В практике исследования эксплуатационных разрушений помимо определения вида разрушения возникают и другие задачи. Они вытекают из требования проведения контроля над состоянием детали в эксплуатации и устранения несовершенств конструкции или изменения режимов ее работы. Эти стратегические задачи решаются в рамках количественной фрактографии. При количественных оценках силового и температурного нагружения элементов конструкций исходят из того, что изменение режима или условий внешнего воздействия приводит к изменению напряженного состояния материала в вершине трещины. Формирование того или иного параметра рельефа [c.80]

Таким образом, предлагается представлять кинетику усталостных трещин на всех этапах разрушения металла универсальной диаграммой. Она устанавливает однозначное соответствие между уровнями чередования скачков трещины в цикле нагружения при любом виде внешнего нагружения исследуемого объекта и коэффициентами интенсивности напряжений, характеризующими определенное напряженное состояние металла в вершине трещины при достижении определенной степени стеснения пластической деформации. Последовательность переходов от одних значений скачка трещины в цикле нагружения к другим устанавливают с помощью автомодельного отношения Л отражающего фрактальную природу разрушения. [c.262]

Ранее при анализе деформирования материала в вершине трещины было сделано допущение об однородности НДС по структурному элементу. Анализ НДС с учетом этого допущения приводит к двум возможным состояниям первое — при циклическом нагружении обратимая пластическая деформация отсутствует в структурном элементе второе — зона обратимой пластической деформации равна структурному элементу или больше его. При введенном определении структурного элемента такой подход достаточно обоснован. Дело в том, что если раз- [c.214]

В жаропрочных сплавах в области малоцикловой усталости, когда предельное состояние достигается в условиях отрицательной асимметрии цикла, имеет место возрастание СРТ по сравнению с развитием трещины при отнулевом (пульсирующем) цикле нагружения [22]. С возрастанием уровня напряжения влияние отрицательной асимметрии цикла становится существенней и СРТ значительно возрастает. Сопоставление последовательно снижаемого уровня напряжения на СРТ показало, что при достижении уровня напряжения 500 МПа отрицательная асимметрия цикла и пульсирующий цикл нагружения оказывают эквивалентное воздействие на рост трещины. Это связано с тем, что локальная асимметрия цикла нагружения, определяемая протеканием процесса пластической деформации перед вершиной концентратора напряжений, оказывается недостаточной для заметного влияния на процесс разрушения. Следовательно, определение закрытия вершины трещины в разных зонах вдоль фронта трещины при отрицательной асимметрии цикла должно быть осуществлено в зависимости от размера зоны пластической деформации. Для длинных трещин с возрастанием размера указанной зоны по длине трещины имеет место ослабление влияния отрицательной асимметрии цикла на СРТ. В области малоцикловой усталости ослабление роли отрицательной асимметрии цикла на рост малых трещин в пределах нескольких миллиметров от вершины концентратора напряжений происходит по мере снижения размеров формируемой перед ним зоны. [c.294]

Напряженное состояние материала у вершины усталостной трещины даже в случае внешнего одноосного растяжения при раскрытии берегов усталостной трещины перед ее вершиной является объемным. Переход к внешнему воздействию по нескольким осям не нарушает объемности напряженного состояния материала у вершины трещины и не изменяет условия раскрытия ее берегов, если в процессе распространения усталостной трещины реализуются механизмы роста трещины, подобные механизмам разрушения при одноосном внешнем циклическом растяжении. Поэтому при различном сочетании уровня действующих нагрузок по нескольким осям всегда имеется некоторая область их значений, в которой развитие разрушения качественно аналогично ситуации с одноосным растяжением — на вершине распространяющейся усталостной трещины осуществляются упорядоченные переходы к возрастающим масштабным уровням разрушения, каждому из которых отвечает определенный механизм роста трещины. Это представление отвечает регулярному нагружению материала без эффекта влияния смены режимов нагружения на рост трещин. [c.308]

Исследования [138, 58, 141, 142 и др.] образования трещин при коррозионно-механическом разрушении металла содержат вывод об анодном состоянии вершины трещины, причем при микроскопически малых размерах анодной зоны в вершине трещины плотность анодного тока достигает, например, в определенных условиях единиц и десятков ампер с одного квадратного сантиметра. Поэтому можно полагать, что в вершине трещины сосредоточенным источником генерируется анодный ток определенной мощности q, и найти из соотношения (261) распределение линейной плотности катодного тока по стенкам трещины на модели капилляра ограниченной длины I, нагруженного точечным источником в точке X = 1 [c.202]

Дальнейшие исследования по разработке новых подходов к механике разрушения направлены на установление определенной корреляции между характерными критическими размерами пластической зоны с такими параметрами, измерение которых не представляет трудностей. Такой подход особенно важен для конструкционных материалов, способных образовывать значительную пластическую зону в вершине концентратора. С этих позиций были созданы предпосылки [26, 27] для измерения критического раскрытия в вершине трещины. Практическая ценность измерения величины раскрытия трещины состоит в том, что указанная величина может быть установлена на образцах с толщинами, применяемыми на реальных элементах конструкций. В этом случае анализ напряженного состояния в условиях развитой пластической деформации дает зависимость раскрытия трещины от приложенного напряжения и длины трещины в виде [c.28]

Труднее объяснить часто наблюдаемые переходы между поведением I и II типов, вызванные изменениями температуры п приложенных напряжений. Наиболее вероятно, что такие переходы обусловлены многочисленными переменными параметрами, связанными с типом и морфологией оксида, механизмом ползучести и составом сплава. Например, можно ожидать, что толстые окалины, образующиеся при высоких температурах на стойких к окислению сплавах, особенно с высоким содержанием хрома или алюминия, будут повышать сопротивление ползучести на воздухе. Высказывались предположения, что изменение типа поведения с температурой отражает переход от высокотемпературного упрочнения, связанного с окалиной, к отрицательному воздействию адсорбции газов (особенно в вершинах трещин) при более низких температурах [23—27]. В то же время изменения температуры могут оказывать и косвенное влияние, изменяя преобладающий тип ползучести [1—6]. Это может быть причиной и переходов, вызванных изменением уровня проложенных напряжений [1-6]. Действительно, в состоянии очень высокого напряжения может отсутствовать стадия установившейся ползучести и тогда по существу мы наблюдаем влияние среды на режим ускоренной ползучести или на разрушение материала. В связи с этим следует заметить, что, к сожалению, большинство исследований коррозионной ползучести, а также и большинство технических испытаний на ползучесть [1-6] не сопровождаются непрерывной регистрацией деформации при определении времени до разрушения (длительной прочности). [c.41]

На образцах ДКБ могут быть сделаны измерения скорости роста коррозионной трещины как функции коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины. Таким образом, в то время как гладкие образцы не могут быть использованы для определения времени до разрушения конструкций с трещиной (дефектом) или для расчета нагрузок, ниже которых конструкции с трещиной не будут разрушаться за данный промежуток времени, образцы с трещиной могут быть использованы для этих целей. Это не значит, что образцы с трещиной должны заменить все гладкие образцы при испытаниях на КР алюминиевых сплавов. Более того, такие данные, полученные на образцах с трещиной, являются ценным дополнительным материалом к пороговому значению, определенному на гладких образцах, аналогично тому как данные по росту усталостной трещины являются важным дополнением к стандартной усталостной кривой 5—N для различных сплавов [70]. И подобно данным по росту усталостной трещины, данные по росту реальной коррозионной трещины могут быть полезными для установления интервалов технического осмотра и для контроля за изменением состояния конструкций. Кроме того, значения /Сщр могут быть использованы для установления нагрузок, которые гарантируют безопасность конструкций, имеющих необнаруженные трещины (дефекты) в коррозионной среде в течение расчетного срока службы. Специальные примеры по реальному использованию данных по образцам с трещиной (скорость и Кщр) даны ниже (см. п. 5). [c.185]

Для некоторых конструкционных материалов (стали средней и низкой прочности, ряд алюминиевых сплавов) характеристики Kq и К часто оказываются формальным выражением результатов испытаний. С одной стороны, величина Kq является докритической характеристикой, а с другой — коэффициент К(,, определенный на стадии разрушения, уже не характеризует напряженное состояние в вершине трещин вследствие повышенного пластического течения. Однако в обоих случаях характеристики Kq и К служат связующим звеном между действующими номинальными напряжениями и исходной длиной трещины. [c.220]

В рассмотренные выше зависимости входят в основном характеристики механических свойств материалов, определенные при статическом нагружении. При этом предполагается, что развитие трещины происходит в каждом цикле, поэтому не учитывается накопление повреждений и изменение характеристик механических свойств материала у вершины при циклическом нагружении. Силовые, энергетические и деформационные характеристики режимов циклического нагружения, определяемые расчетом, используемые в указанных зависимостях, не учитывают влияния остаточных напряжений, изменение толщины образцов и коэффициента асимметрии цикла на реальное напряженно-деформированное состояние материала у вершины трещины, когда размеры пластических зон достаточно велики, но не происходит пластического течения всего оставшегося сечения образца. Все это ограничивает применение рассмотренных зависимостей, как правило, только исследованными-материалами, условиями испытаний, режимами нагружения и толщинами образцов и не позволяет прогнозировать условий перехода к нестабильному развитию трещин и закономерностей нестабильного развития трещин. [c.31]

Возникающие в модели жесткопластического тела явления перемещения кусков конструкции как жесткого целого и соответствующие механизмы пластического разрушения приводят к несложным моделям затупления вершины трещины, при помощи которых можно определить ее раскрытие. На рис. 11 приведены две кинематически допустимые модели затупления вершины трещины — соответственно для случая пластического течения по всему сечению [46] и для глубокого надреза [48]. Другие модели затупления для различных конфигураций трещин, упрочняющихся упругопластических материалов и для плоского напряженного состояния можно найти в работе [46]. Рассмотренная теория жесткопластических течений в окрестности вершины трещины может быть применена для аналитического или численного определения раскрытия вершины трещины, а также для вычисления различного рода инвариантных (не зависящих от пути интегрирования) интегралов, о чем пойдет речь ниже. [c.62]

Толщина образца, как уже отмечалось, определяет степень трех-осности напряженного состояния и, соответственно, стеснение пластической деформации в вершине трещины. Поэтому влияние толщины образца проявляется на участке, где значения коэффициента интенсивности напряжений близки к критическим. Экспериментально установлено, что это влияние на скорость роста усталостной трещины гораздо менее существенно, чем на Кс, хотя качественно имеет тот же. характер. Естественно предположить, что если эксперимент удовлетворяет требованиям, предъявленным к испытаниям по определению вязкости разрушения при плоской деформации, то его результаты не будут зависеть ни от толщины, ни от других размеров образца. [c.31]

При определении степени опасности дефекта учитывают напряженное состояние контролируемого изделия, вид дефекта, его размеры и ориентацию относительно действующих напряжений. Основными факторами, определяющими степень опасности дефекта, являются величина утонения герметичных перегородок и коэффициент концентрации механических напряжений (в трещинах — коэффициент интенсивности напряжений), показывающий, во сколько раз максимальные местные напряжения в зоне дефекта выше, чем в бездефектной зоне. Виды допустимых дефектов и их величины приводятся в нормативной документации на контроль соответствующего изделия. Наиболее опасными являются плоскостные трещиноподобные дефекты, располагающиеся перпендикулярно действующим напряжениям. Основным параметром, характеризующим уровень концентрации напряжений в вершинах трещин, является критический коэффициент интенсивности напряжений (см. 12.4). [c.6]

Большое значение при использовании рассмотренного выше метода определения критических размеров трещин в деталях имеет обоснование характеристик вязкости разрушения /Сс и Ос, полученных на лабораторных образцах. Основная сложность, возникающая при этом, связана с наличием в вершине трещины зоны пластической деформации, что при ее достаточно больших размерах приводит к несоответствию действительной картины напряженно-деформированного состояния и вида разрушения тому, что предполагается соотношениями, полученными на основе теории упругости (линейной механики разрушения). Для расчетов могут быть использованы только те значения коэффициентов интенсивности напряжений, которые получены в условиях плоского деформированного состояния. Иногда это достигается выбором образцов таких размеров, в которых для исследуемого материала реализуется указанное условие. [c.304]

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]

У поверхности влияние параметров внещнего воздействия на поведение материала удобно рассматривать с позиций эффекта закрытия или раскрытия берегов трещины, установленного Элбе-ром [1]. Как уже было указано в предыдущих разделах, развитие трещины у поверхности происходит в условиях двухосного напряженного состояния материала при сочетании продольного сдвига и отрыва с формированием скосов от пластической деформации. Эта ситуация остается неизменной на протяжении всех этапов роста трещины вплоть до перехода к окончательному разр тпению. Поэтому определение условий раскрытия трещины по поверхности образца путем оценки только растягивающей компоненты не в полной мере отражает процессы деформации и разрушения материала в вершине трещины. Тем не менее, определяемая величина раскры- [c.285]

Следует отметить, что одним из важнейших факторов, определяющих траекторию трещины и ее скорость, является напряженное состояние в ее вершине. Если каким-либо путем произвести перераспределение напряжений в вершине трещины, то можно добиться заметного изменения направления ее развития /100,101/. В работе /101/ роль перераспределителя выполняет продольная волна (ударная, звуковая). В результате ее воздействия градиент максимальных касательных напряжений в вершине трещины поворачивается на некоторый угол, изменяя направление движения трещины /101/. Источником таких волн могут быть релаксации напряжений вблизи включений. В работе /81/ также показано, что вокруг развивающейся трещины в определенном угловом секторе движется волна напряжения, т.е. впереди трещины распространяется лидер - предвестник трещины. [c.140]

Методы экспериментального определения характеристик тре-щиностойкости в условиях упругопластического деформирования требуют схематизации накопленного опыта испытаний. В этой области значительное развитие и наиболее широкое практическое приложение среди критериев нелинейной механики разрушения получили раскрытие трещины [11-13], коэффициент интенсивности деформаций в упругопластической области [14], энергетический З-интеграл [15-17] и предел трещиностойкости 1 [18-19], позволяющие анализировать закономерности разрушения, напряженно-деформированное состояние в вершине трещины на стадии ее инициации при значительных пластических деформациях и общей текучести материала, а также проводить оценку предельных состояний элементов конструкций с трещинами. [c.20]

В параграфе 5 главы I было показано, что важной характеристикой кинетических диаграмм усталостного разрушения является пороговый коэффициент интенсивности напряжений. С практической точки зрения эта величина имеет большое значение, так как определяет по существу предел выносливости образца или детали с трещиной определенного размера. Как и предел выносливости гладких образцов, пороговый коэффициент интенсивности напряжений, который представляется в виде размаха или максимального значения за цикл [kKth, зависит от коэффициента асимметрии цикла нагружения, окружающей среды, частоты нагружения, температуры и т. п. В некоторых случаях эта характеристика зависит и от толщины образцов 146, 3061. При всех одинаковых условиях пороговый коэс х зициент интенсивности напряжений является постоянной величиной для данного материала при глубине трещины больше определенного размера 158, 233, 246, 258, 263, 280, 315, 336]. Этот размер для каждого материала свой, и чем ниже предел выносливости гладкого образца, тем больше этот критический размер. Для применяемых в практике материалов критическая глубина трещины может быть весьма различной — от 0,05 до 1 мм 1232]. Если глубина трещины ниже критического размера, то значение порогового размаха коэффициента интенсивности напряжений снижается. Причину этого следует видеть в том, что для оценки напряженного состояния материала с трещиной и без нее применяют принципиально различные критерии. При использовании асимптотического распределения напряжений в вершине трещины (критерий — коэффициент интенсивности напрял<ений), длина которой стремится к нулю, коэффициент интенсивности напряжений, определяемый по формуле К — = УаУа, также стремится к нулю. Однако это не значит, что условия продвижения такой малой трещины отсутствуют. Известно, что прочность материала в частности определяется такими характеристиками, как ао,2, Од. В подходах, где пренебрегали трещинами, например в работе [142], интенсивность накопления усталостного повреждения связывается с размахом пластической деформации. [c.88]

При создании критериев трещиностойкости материалов Ирвин исходил из того, что при достижении нестабильного спонтанного роста трещины коэффициент интенсивности напряжений достигает своего критического значения Кс. Вначале предполагали, что Кс является константой материала. Однако оказалось, что уровень этой характеристики зависит от толщины испытываемых изделий (например, пластины) и с увеличением толщины уменьшается в связи с изменением (трансформацией) в вершине трещины плосконапряженного состояния на наиболее опасное для реализации хрупкого разрушения плоскодеформированное состояние, достигая при этом определенного. минимального значения Хгс (рис. 15.4). Имеются все основа- [c.237]

Что же касается первого положения динамической механики разрушения, в котором идет речь о напряженном состоянии в вершине трещины (а не о критериях разрушения — им посвящено второе положение этой теории), то и здесь возникает целый ряд вопросов — например, почему при небольших скоростях нагружения и умеренных нагрузках имеется соответствие между теоретически и экспериментально найденными коэффициентами интенсивности напряжений, а при больших скоростях нагружения и высоких нагрузках этого соответствия нет Конечно, можно здесь говорить о том, что эксперименты проводятся в пластинах, где наблюдается дисперсия волн, а характер напряженного состояния в вершине отличается от двумерного (что предполагается при теоретическом определении коэффициентов интенсивности напряжений), и все это будет действительно верно. Но главная причина расхождений теории с практикой состопт все же не в этом. [c.166]

При создании критериев трещиностойкости материалов Ирвин исходил из того, что при достижении нестабильного спонтанного роста трещины коэффициент интенсивности напряжений достигает своего критического значения Кс, которое считали константой материала. Однако оказалось, что уровень этой характеристики зависит от толщины испытываемых изделий (например, пластины) и с увеличением последней уменьшается в связи с изменением (трансформацией) в вершине трещины плосконапряженного состояния на наиболее опасное для реализации хрупкого разрушения плоскодеформированное состояние, достигая наконец стабильного минимального значения Кю- Согласно ГОСТ 25.506—85, при выполнении условий корректности определения характеристик трещиностойкости (см. ниже) основной, характеризующей свойства материала, величиной является Кю-В системе СИ единица величины этой характеристики [МПа-уПй]. [c.329]

Полученные выше решения плос1снх задач теории упругости для гладких и кусочно-гладких криволинейных треш.ин могут быть использованы для определения траектории квазистатического роста треш.ины в хрупком теле. В общем случае предельное состояние может достигаться в вершинах трещины неодновременно. В дальнейшем будем предполагать, что исходная внутренняя треи1,ина антисимметрична относительно ее центра (или имеется ось симметрии), а приложенная нагрузка такова, что оба конца трещины растут одинаково. При этом достаточно описать продвижение одной из вершин трещины. В случае краевых или полубесконечных трещин их форма и приложенная к телу нагрузка могут быть произвольными. [c.67]

По-видимому эти испытания имеют определенные преимущества по сравнению со стандартными испытаниями по Шарпи. В данном случае переход более резкий, а напряженное состояние в вершине трещины более жесткое, чем в V-образном надрезе стандартного образца. Существует очевидная корреляция между ударными величинами, выраженными в виде энергии на единицу площади, и вязкостями разрушения определяемыми путем испытания на растяжение надрезанных образцов (Орнер и Хартбауэр, [c.304]

Хотя образец для испытания на расслоение у свободной кромки с инициирующей трещиной и обеспечивает разрушение по механизму типа I, обработка экспериментальных данных становится довольно трудоемкой из-за остаточных технологических напряжений. Причем эти напряжения могут быть весьма значительными [36, 39]. В частности, уравнение (73) для учета начальных напряжений должно быть модифицировано. Для применения модифицированной схемы обработки требуется знание коэффициентов теплового расширения отдельных слоев и исходной температуры, сответству-ющей ненагруженному состоянию. Определение последней характеристики может представить значительные трудности. Для слоистых композитов, у которых в срединной плоскости у свободной кромки развивается межслойное растяжение, остаточные напряжения в результате термической усадки приводят к появлению направленной наружу начальной кривизны вдоль свободных кромок, как показано на рис. 4.37. Несимметричность слоистого пакета выше и ниже срединной линии является причиной появления кривизны. Межслойное растягивающее напряжение в вершине трещины зависит от начальной кривизны. [c.241]

В работе [387] появление "траковых" следов, так же как и появление ямок или микрополос, связывалось с определенным напряженным состоянием, реализуемым у вершины трещины. [c.342]

В образцах со сварными соединениями для испытаний на трещиностойкость надрез и усталостная трещина могут быть заменены трещиноподобным дефектом, искусственно созданным в процессе сварки, например, непроваром с нулевым зазором (рис. 6.25) [14]. Одно из условий такой замены состоит в том, чтобы радиус закругления в верщине дефекта не превышал 1 % от глубины дефекта. При условиях а 0,86ао,2 и />2,5 в вершине трещины достигается состояние плоской деформации, необходимое для определения К с- КИН для сварных образцов может быть рассчитан по формулам для образцов I и И типов К= У,а л/Н [c.157]

Другой подход к определению КИН предложен в работе С. В. Петинова и А. А. Бабаева [181], где решалась упруго-пластическая задача МКЭ с учетом ОСН применительно к пластине со сварным швом и трещиной. По напряженному состоянию в области, непосредственно расположенной за упругопла--стической зоной у трещины, на стадии нагружения и разгрузки определялись КИН путем экстраполяции напряжений к вершине трещины. Авторы утверждают, что в этом случае КИН определены с учетом поправки на пластичность, введенной Ирвином [16]. [c.197]

В настоящее время для качественной оценки способности материала тормозить развитие магистральной трещины существует достаточно больпюй набор экспериментальных методов и соответствующих характеристик материала (точнее, образца из пего). Здесь будут рассмотрены несколько таких характеристик, представляющих не только качественный (для сравнения и выбора материалов и технологий), но и расчетный интерес. Последнее означает, что но такой характеристике возможно, на основании соответствующих критериев разрушения, вести расчеты па прочность с определением требуемых коэффициентов запаса. Эти характеристики (называемые характеристиками трещиностой-костп) Кс, Ки — критические коэффициенты интенсивности на-пря/кений при плоском напряженном состоянии и объемном рас-тя кении (в случае плоской деформации) бс — критическое раскрытие трещины в вершине (разрушающее смещение) Лс — упругопластическая вязкость разрушения h — предел трещино-стойкости. [c.123]

Уравнение (4.5) при всей своей привлекательности имеет общий недостаток — в него введена предельная величина КИН (вязкость разрушения), что для его практического использования при анализе процесса усталостного разрушения элементов авиационных конструкций вносит существенную неопределенность. Как было показано в главе 2, предельное состояние элемента конструкции с усталостной трещиной определяется широким спектром величин вязкости разрушения, поскольку она существенно зависит от условий нагружения. Не менее сложным является вопрос об определении величины показателя степени в соотношении (4.4). Он не может быть рассмотрен как интегральная характеристика затупления трещины по некоторому отрезку ее фронта с переменной кривизной и ориентировкой направления локального подрастания трещины. Тем более что параметры зоны затупления (зоны вытягивания) — ее высота и ширина — тоже существенно зависят от условий нагружения, например от температуры (см. главы 2 и 3). Наконец, как было показано выше, пластическое затупление вершины трещины происходит в каждом мезотуннеле индивидуально . Оно существенно зависит от того, каким образом сформированы перемычки между мезотунне-лями. Перемычки не только определяют условия раскрытия вершины мезотуннеля, но и влияют на величину скорости роста трещины, при которой [c.189]

Пусть каждое скачкообразное увеличение длины усталостной трещины реализуется при достижении определенных значений напряжения на сдвиг Т и отрыв а а любое возможное напряженное состояние материала металла характеризуется безразмерным параметром О < р, < 1, контролирующим степень стеснения пластической деформации в вершине каждого микротуннеля. Тогда в зоне 8 с критической плотностью энергии деформации, которая характеризует условие исчерпания пластической деформации, параметр Р, может быть охарактеризован как [c.205]

Следует осторожно сопоставлять величины сдвиговых деформаций у кончика трещины у с предельными значениями деформации сдвига Vuit, определенными из испытаний композита без концентраторов напряжений. Дело в том, что в матрице и в пограничном слое волокно — матрица у вершины трещины возникает сложное напряженное состояние. Кроме того, не известно, происходит ли разрушение от касательных напряжений по матрице или по границе волокно — матрица. Однако при отсутствии данных о поведении полимерной матрицы в условиях сложного напряженного состояния представляется разумным в сдвиговом анализе оценивать распространение повреждения (или трещины) в направлении нагружения на основании прямого сопоставления у и Vuit- [c.66]

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений ЛК. Однако величина АК, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений АКпф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии. [c.31]

Распространение усталостной трещины при симметричном цикле нагружений можно представить следующим образом. В циклически деформируемом образце, максимальные напряжения цикла на поверхности которого превосходят уровень, необходимый для появления трещины, возникает усталостная трещина. При этом в зависимости от исходного коэффициента концентрации напряжений, изменяющего жесткость напряженного состояния, действительные напряжения, при которых возникает трещина, тем больше, чем больше жесткость напряженного состояния в надрезе. В гладком образце, как и в образце с невысокой концентрацией напряжений (ао<аокр), трещина, возникнув, всегда развивается до полного его разрушения, так как у ее вершины номинальные напряжения значительно выше, а действительные напряжения равны напряжениям, необходимым для ее развития.В образцах с высокой концентрацией напряжений (аст>асгкр) возникшая трещина не распростра няется, так как в результате высокого градиента (прямая GH) действительные напряжения в области вершины трещины ниже напряжений, необходимых для ее распространения. Иными словами, когда трещина достигает определенной (критической) глубины, напряжения у ее вершины (ордината точки II) существенно нил<е напряжений, характеризующих положение точки /. [c.121]

Измерения величин и изучение характера изменения электродного потенциала в вершине коррозионно-механической трещины с помощью хлорсеребряного микроэлектрода в стеклянном капилляре проводили О.В.Куров и Р.К.Мелехов [101]. Применение таких методик позволяет изучать электрохимическое состояние в районе вершины трещины непосредственно в процессе испытания и имеет определенные преимущества перед другими методами, в частности, измерением электрохимических параметров открытой поверхности образца или замораживанием коррозионной среды в трещине [102, 103] с последующим ее анализом. [c.43]

Для расчёта О. как элементов конструкций наравне с аналитич. методами всё шире применяются самые различные числ. методы, реализуемые с использованием ЭВМ. Наиб, интенсивно развиваются методы конечных элементов и метод многоуровневых суперэлементов. Применяются также метод конечных разностей, метод динамич. программирования и др. Числ. методы служат для установления напряжённо-деформир, состояния О. и параметров их устойчивости и динамики. Подобные методы могут быть также приложены для анализа процесса возникновения и распространения трещин в материале О. При этом вводятся т. н. сингулярные элементы, отображающие напряжённое состояние у вершины трещины. Такой анализ может служить для определения параметров т. н. лавинного процесса распространения трепщн, напр. в магистральных трубопроводах. [c.382]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...