Трещина Критические значения

Для пластин ограниченных размеров при различных видах нагружения и расположения трещин критические значения Ки, /Сис, /Сшс определяются следующими формулами [c.734]

Известно [4, 5], что преде. 1 усталости при изгибе Ось зависит от толщины образца наибольший предел усталости у образцов малой толщины, с ростом толщины он понижается, а начиная с толпщны приблизительно 20—25 мм — не изменяется. Предел усталости образцов большой толщины равен пределу усталости при растяжении — сжатии. Максимальное превышение (для малых толщин) приблизительно равно 10—30 %. Это можно определить предположив, что размер критической микротрещины на пределе усталости 1с — постоянная величина материала. Пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений для тела, нагружаемого изгибом, равно пороговому значению для тела, нагружаемого растяжением — сжатием. Коэффициент интенсивности напряжений для тела, нагружаемого изгибом, приведен общим выражением (2), коэффициент интенсивности напряжений для образца при растяжении — сжатии дан выражением (3). Подставив вместо амплитуды напряжения. значение предела усталости и вместо длины трещины критическое значение 1с, получим [c.229]

В (5) в качестве критерия хрупкого разрушения принято достижение коэффициентом интенсивности напряжений К критического значения К , зависящего, вообще говоря, от условий нагружения и размеров конструкции. Формула (5) записана для трещин нормального отрыва. В ней KJ - максимальное значение коэффициента интенсивности напряжений на контуре трещины. Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в условиях плоской деформации KJQ представляет собой характеристику сопротивления материала возникновению хрупких разрушений и удовлетворяет условию KJ( < Кр, являясь тем самым нижней оценкой предела трещиностойкости К . [c.78]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

Существование предела выносливости для образцов с трещинами привело к необходимости ввести константу материала в терминах КИН, названную пороговым значением КИН Ktn-В то же время было замечено значительное увеличение скорости роста трещины при КИН, близких к критическому значению Кс- Таким образом, возникла необходимость получения зависимостей, описывающих все эти особенности. [c.190]

Критические значения Ькр определяются по условию К] = Кс или на основании формулы (6.21) из раздела 6.4. В частности, для протяженных поверхностных продольных трещин значение h p определяется по формулам [c.400]

Рисунок 4.18 - К обоснованию определения предельной плотности энергии деформации W у края трещины (надреза) по данным стандартных испытаний образцов на растяжение При наличии надреза W зависит от коэффициента концентрации напряжений, но не зависит от размера образца. Как показали исследования, при наличии надреза (или трещины) плотность энергии предельной деформации может быть выражена через критическое значение J - интеграла (или раскрытие трещины) в виде

Существует некий критический свободный объем, при котором фаница превращается в, две невзаимодействующие поверхности (это может быть двойной вакансионный слой или поры, щели и т.п.) [69]. Зависимость энергии фаниц от величины свободного объема имеет вид, представленный на рис. 64. Достижение на границах раздела структурных элементов критического значения свободного объема является чрезвычайно опасным, поскольку в этом случае формируются поры и трещины различных масштабов, приводящие впоследствии к разрушению материала. [c.94]

В неустойчивом состоянии равновесия трещина начинает двигаться по достижении нагрузкой критического значения, определяемого из критерия разрушения. В закритической области трещина может распространяться при постоянной нагрузке. Область неустойчивых состояний равновесия характеризуется неравенством [c.327]

Таким образом, из теории Гриффитса следует, что наличие в той или иной детали трещины — еще не свидетельство немедленного выхода детали из строя. В принципе, возможно по критическому значению длины трещины и характеру внещней нагрузки, вводя соответствующий запас на наличие трещины, устанавливать допуск на размер трещины, с которой деталь может работать заданное время. Поскольку не каждая трещина опасна, механика разрушения может развиваться как наука, создающая надежные методы защиты конструкций от хрупкого разрушения. [c.731]

Предельное равновесие трещиноподобных дефектов в конструкции при заданных условиях эксплуатации определяется сопротивлением разрушению (трещиностойкостью) материала, из которого она изготовлена. В качестве меры трещиностойкости применительно к наиболее опасным и распространенным трещинам нормального отрыва чаще всего используют критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Ki , соответствующее моменту старта трещины при соблюдении в ее вершине условий плоской деформации. [c.740]

Основное предположение линейной механики разрушения состоит в том, что трещина распространяется тогда, когда величина коэффициента интенсивности достигает критического значения, характерного для данного материала. Совершенно эквивалентная формулировка этого предположения состоит н том, что сила G, движущая трещину, превосходит критическое значение — сопротивление распространению трещины. Формула (19.4.4) утверждает эквивалентность двух этих формулировок. Что касается механического содержания принятой гипотезы и всей теории в целом, на этот вопрос можно ответить по-разному, а в рамках формальной теории вообще его можно не ставить. Тем не менее некоторые соображения могут быть высказаны. В оригинальной работе Гриффитса предполагалось, что освобождающаяся при росте трещины упругая энергия расходуется на увеличение поверхностной энергии если есть поверхностная энергия на единицу площади, то сила сопротивления движению трещины G = Анализ Гриффитса в течение долгих лет считался безупречным, хотя в нем содержится некоторый органический дефект. Энергия поверхностного натяжения вводится в уравнения теории как нечто данное и постороннее по отношению к упругому телу. На самом деле, поверхностная энергия есть энергия поверхностного слоя, свойства которого в той или иной мере отличаются от свойств остального материала и при решении задачи теории упругости этот поверхностный слой нужно как-то моделировать. Простейшая схема будет состоять в том, чтобы рассматривать поверхностный слой как бесконечно тонкую пленку с постоянным натяжением 7. Если контур свободного отверстия имеет кривизну, то поверхностное натяжение дает нормальную составляющую силы на контуре. При переходе к разрезу, в вершине которого кривизна становится бесконечно большой, поверхностное натяжение создаст сосредоточенные силы. В результате особенность у кончика трещины оказывается более высокого порядка, а именно, вида 1/г, а не 1/У г. На это обстоятельство было обращено внимание Гудьером, однако полное решение задачи было опубликовано много позже. В связи с этим можно выразить сомнение, связанное с тем, в какой мере пригодно представление о поверхностном натяжении в твердом теле как о натянутой бесконечно тонкой пленке, а особенно в какой мере эта идеализация сохраняет смысл при переходе к пределу, когда отверстие превращается в бесконечно топкий разрез. [c.664]

Отсюда вытекает следующий критерий разрушения трещина начинает распространяться, когда величина S достигает критического значения, т. е. [c.78]

Критерий Орована-Ирвина. Е. Орован [28], а затем Г. Ирвин [29] предположили, что при образовании поверхностей раздела в пластичных материалах высвобождаемая энергия упругой деформации в значительной степени затрачивается на пластическое течение у вершины трещины. Критическое значение этой энергии существенно превышает величину поверхностной энергии 2 у. Это позволило представить зависимость между разрушающим напряжением Ос и длиной трещины с при плоской деформации в виде [c.290]

Энергия G, необходимая для движения трещины на единицу длины, равна истинной поверхностной энергии только в следующих случаях 1) материал хрупкий и не способен деформироваться в процессе разрушения 2) рассматриваемое тело является бесконечно большим, так что при наличии трещины, например типа эллипса, можно не принимать во внимание никакие другие факторы, кроме длины трещины 3) нестабильность разрушения возникает в момент до стижения критической нагрузки при неподвижной трещине. Все эти условия реализуются в случае абсолютно хрупких материалов (типа стекла). Для металлических материалов работа G не равна теоретической поверхностной энергии. Орован [3], а затем Ирвин [4] предположили, что при образовании поверхностей раздела в металлических материалах высвобождаемая энергия упругой деформации в значительной степени затрачивается на пластическое течение у вершины трещины. Критическое значение этой энергии существенно превышает величину поверхностной энергии 2 . Это позволило представить зависимость между разрушающим напряжением и длиной трещины I в виде [c.17]

Аналогичного вида характеристики используются для отражения отрицательного влияния агрессивных сред на начало роста трещин. Критические значения или К ., найденные при отсутствии среды, могуг оказаться вьшге тех, которые может выдержать материал с трещиной, если имеется агрессивная среда. Информация о влиянии сред приведена в главе 13. [c.52]

Величина G достигает критического значения (G ), когда критическое значение получит произведение 1а- (длина трещины, умножеппая на квадрат напряжения), поскольку отношение п/ для данного материала — величина постоянная. [c.75]

Известно больщое количество работ, посвященных установлению взаимосвязи локальных критериев разрушения с треЩ И-ностойкостью материала Ki - Прежде чем перейти к анализу некоторых предложенных моделей прогнозирования трещино-стойкости, остановимся на некоторых общих положениях, используемых практически во всех моделях, связывающих Ki с локальными критериями. Известно, что характер распределения напряжений и деформаций у вершины трещины как при анализе НДС в упругой, так и в упругопластической постановке является сингулярным [16, 200]. Поэтому при использовании локальных критериев, отнесенных к материальной точке деформируемой среды, разрушение должно начинаться при сколько угодно малой приложенной нагрузке. Чтобы избежать этого и получить ненулевые критические значения внешних параметров, необходимо принять некоторое дополнительное требование, в качестве которого вводится следующее условие напряжение или деформация должны достичь критических значений в некоторой области перед вершиной трещины размером Гс [170, 222]. Эту [c.226]

Поверхностные дефекты могут оказывать влияние на водородное или сульфидное растрескивание умеренно- или высокопрочных сталей в пластовых водах, содержащих сероводород. Заметная склонность к растрескиванию в этих средах вынуждает значительно понижать допустимый уровень напряжений, чтобы избежать опасности разрушения. Так как прочность стали связана с ее твердостью, эмпирически определенная максимально допустимая твердость по Роквеллу Нц = 22, что отвечает пределу текучести примерно 1,37 МПа [631. Критические значения коэффициента интенсивности напряжения для стали в водных растворах HjS свидетельствуют, что указанный уровень твердости соответствует критической глубине поверхностных дефектов около 0,5 мм [64]. При такой или большей глубине дефекты дают начало быстрому развитию трещин. Поскольку избежать дефектов такого размера практически очень трудно, в нефтяной промышленности, имеющей [c.153]

Установлено, что инконель 60q, независимо от содержания в нем углерода (0,006—0,046 %), разрушается в 10 % NaQH при 315 °С [14, 15]. Сплав (18 % Сг, 77 % Ni), близкий к инко-нелю 600, но содержащий только 0,002 % С, проявляет склонность к КРН в воде при 350 °С [16]. До зарождения трещин при контакте с чистой водой обычно проходит несколько месяцев. Это подтверждает предположение, согласно которому сплав приобретает склонность к растрескиванию лишь тогда, когда концентрация медленно диффундирующих элементов, которые обусловливают разрушение металла, достигает критического значения в области границ зерен. В качестве этих элементов рассматривают фосфор и бор [15, 17] (см. также разд. 18.3.3). [c.365]

В случае разрушения при возрастающей нагрузке измерение критического значения V, обозначаемого F , производится в точке, соответствующей максимальной нагрузке, при наличии скачка - в момент максимальной нагрузки при скачке. Когда кривая проходит через максимум, в качестве первого нриближения берется величина при максимуме 1[агрузки. Однако в этот момент может быть движение докритической трещины, вследствие чего рекомендуется, доведя образец до максимума нагрузки, разрезать его и по шлифу на плоскости, проходящей через середину толщины образца, определить наличие или отсутствие прироста трещины. Если прирост есть, то следует испытать образец при меньшей нагрузке, найти ту максимальную нагрузку, при которой еще пет роста трещины и для этой нагрузки определить V . Определенное тем или иным иутем значение V пересчитывается в истинное раскрытие б в вершине трещины (для изгиба и вне-цептренного растяжения) по формуле (см. рис. 17,3) [c.130]

Пусть дано упругое тело, содержащее движущуюся трещину, нри постоянной или переменной во времени внешней нахрузке. В начальный момент трещина занимает область S. Эта область либо исходный неподвижный pmpes, либо трешина при критическом значении внешней нагрузки в начальный момент времени. Требуется определить кинематические характеристики кромки трещины, движущейся по заданной поверхности. [c.323]

Для построения кинетической диаграммы ограничимся деформационным критерием разрушения. Предположим, что акт локального разрушения произойдет тогда, ко1да на границе области интенсивной пластической деформации у вершины трещины х = = Хс (хс б) будет достигнуто некоторое критическое значение концентрации С . Это значение определяется величиной деформации впереди вершппы трещпны [c.358]

Каждый из трех типов деформации характеризуется соответствующими критериями разрушения. Применимость того или иного критерия зависит от общей деформации, предшествующей разрушению. Области применимости критериев представлены заштрихованными зонами под ди аграммой деформирования (рис. 3.2). Для первой зоны (до точки А) характерно однопараметрическое описание поля напряжений в вершине трещины. При этом для каждого из трех видов деформации параметрами являются коэффициенты интенсивности напряжений К,, К , К, . Разрушение наступает в момент достижения одного из параметров (или их комбинации) некоторого критического уровня, например, Kj = Kjj,, где — критическое значение коэффициента интенсивности напряжений или вязкость разрушения для трещин нормального отрыва. При этом пластическая деформация в вершине трещины должна быть минимальной. [c.80]

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Дпя некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости 5 — критическое раскрытие трещины и — критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 5 основан на раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного Jj,-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упругопластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу [R ]. сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др. [c.81]

Раскрытие плоскостного дефекта со стороны твердого металла достигает своего критического значения раньше, чем со стороны мягкого металла. В окрестности вершины дефекта реа 1изуются условия для старта трещины. Последняя должна отклониться от границы сплавления в направлении менее прочного металла М. Однако стартовавшая в твердом металле трещина останавливается на границе разделов металлов М и Т, поскольку в зоне предраз-рушения со стороны мягкого металла критические условия для старта трещины отсутствуют, <5 . Учитывая данное обстоятельство, можно предположить, что разрушение пойдет по граирще сплавления и не будет определятся утлом [c.100]

Смотреть страницы где упоминается термин Трещина Критические значения : [c.147] [c.516] [c.200] [c.241] [c.261] [c.50] [c.532] [c.277] [c.291] [c.295] [c.166] [c.30] [c.137] [c.157] [c.227] [c.315] [c.320] [c.36] [c.331] [c.737] [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...