Трещина Графики распространения

С целью проверки эффективности и определения границ применимости предложенных методов был проведен расчет нескольких модельных задач о распространении трещин, имеющих приближенные аналитические решения. На рис. 4.20 представлены графики зависимости скорости высвобождения упругой энергии от СРТ для задачи о движении с постоянной скоростью бесконечной трещины в однородном поле растягивающих напряжений [177, 178]. Поскольку в рассматриваемой задаче НДС в дви- [c.249]

На рис. 2.29 показаны типичные зависимости, полученные при помощи предложенного анализа. Верхний график иллюстрирует характерное изменение протяженности а зоны межслойного разрушения при изменении средних напряжений сг, приложенных к композиту. Межслойное разрушение начинается только после того, как напряжения между слоями достигнут уровня Су, соответствующего появлению неупругой области на границе трещины в слое. При дальнейшем росте напряжений вплоть до уровня Ос (рис. 2.29) размер неупругой области увеличивается. При Ос нарушится связь между слоями с трещиной и смежными слоями (начинается процесс расслоения). При этом в большинстве случаев еще возможно дальнейшее увеличение средних напряжений в композите. Как правило, рост напряжений выше уровня сгс составляет 10 ч- 100% в зависимости от свойств материала. Окончательно, при напряжении Od рост области расслоения становится неустойчивым, и последующее малое приращение приложенных напрял<ений приводит к полному разрушению композита. Напряжение Od считается напряжением, приводящим к разрушению слоистого композита от нарушения межслойных адгезионных связей, при условии, что в композите существуют слои с начальными трещинами. Подобное представление процесса межслойного разрушения аналогично рассмотренному ранее процессу распространения трещины в направлении нагружения (рис. 2.27). [c.82]

Химический состав и физико-механические свойства материалов весьма существенно влияют на кинетику распространения трещин термической усталости. Общую сравнительную оценку материалов по показателю интенсивности роста термоусталостных трещин при охлаждении в воде можно получить из анализа графиков (см. рис. 60) и данных табл. 18. [c.144]

По методу А. П. Гуляева испытывают несколько ударных образцов, имеющих различный радиус округления в вершине надреза г. После испытаний и подсчета ударной вязкости каждого образца строится график (рис. 2.15). Экстраполируя прямую на ось ординат, получают удельную работу распространения трещины КСр. В этом случае образец с радиусом надреза, близким к нулю, отождествляется с образцом, имеющим усталостную трещину. [c.44]

S (5 ин = 1 мм). Величину D определяли по наклону средней линейной области графика lgL(5) - lg5 в соответствии с (52) (рис. 38). Различали )ц и Dx фрактальные размерности профилей, ориентированных вдоль и поперек направления распространения трещины. [c.55]

Рис. 13. Распространение трещин в двух направлениях. Стрелки внутри графика представляют сдвиговые напряжения у поверхности волокон, а вне графика — направления приложения нагрузки

На рис. 20 для различных значений угла 7 изображены вычисленные указанным выше путем участки траекторий распространения трещины (сплошные линии), находящиеся в первом квадранте. Штриховые прямые, проходящие через центр трещины, перпендикулярны к направлению растяжения. Как видно из графиков, [c.71]

Первое выражение в уравнении (6) представляет собой скорость освобождения упругой энергии и обычно обозначается через G, Эта скорость, очевидно, зависит от напряжения, свойств материала образца и его конфигурации. Второе выражение, представленное в виде сопротивления хрупкому разрушению G вместо поверхностного натяжения, определяет скорость расходования энергии, необходимой для развития трещины, и служит показателем сопротивления материала распространению трещины. Этот показатель сопротивления часто является функцией длины трещины и в общем случае обозначается через R. На рис. 1 представлены зависимости, описываемые уравнениями (6) и (8). На рис. 1, а показан характер изменения полной энергии, которая в уравнении (6) дана в скобках. На рис. 1, б дана зависимость скорости освобождения энергии от длины трещины. Как следует из графика, максимальная скорость освобождения энергии G и скорость освобождения энергии R, необходимая для распространения трещины, постоянны и независимы от длины и скорости распространения трещины. На рис. 1, б видно, что при началь- [c.22]

Практическая ценность графика, показанного на рис. 1, в отношении неустойчивого распространения и остановки трещины, подробно рассмотрена ниже. Но прежде следует остановиться на некоторых недостатках такой слишком упрощенной картины. [c.23]

Наконец, рассмотрим случай возрастания R в зависимости от изменения характера разрушения, представленного на рис. 2, б. График соответствует одной из двух моделей разрушения, показанных в центре рис. 3. Модели основаны на экспериментальных наблюдениях и показывают, что начальное распространение трещины в толстой пластине происходит в средней по толщине зоне. В связи со свойственным достаточно толстой пластине стеснением поперечной деформации развитие трещины в центральной зоне происходит в условиях, приближающихся к условиям плоской деформации. Трещина растет, и по мере ее приближения к свободной боковой поверхности пластины начинает преобладать плоское напряженное состояние и происходит сдвиговое разрушение в виде губ среза. Разрушение по схеме плоской деформации с последу- [c.26]

Сопоставление графиков = f(/), = f /) и HRB = f l) (рис. 62) позволяет дать следующее объяснение факту различных скоростей распространения усталостной трещины в разных зонах сварного соединения. [c.205]

Построение графиков изменения средней скорости развития усталостных трещин в зависимости от силы тока при сварке для разных зон сварного соединения позволяет определить наиболее рациональный режим сварки с точки зрения получения равнопрочного соедине-ния, обладающего наилучшим сопротивлением распространению усталостных трещин. [c.213]

Испытания проводили при напряжениях 240, 200, 160, 120, 100, 80 МПа. Первые три уровня напряжения относятся к основной нагрузке, а три низких уровня были использованы для маркировки развивающейся трещины. Все результаты были использованы для построения графика зависимости длины трещины от продолжительности испытания, которые затем служили для определения скорости распространения трещины da/dN. [c.274]

Выходной сигнал тензодатчиков, предназначенных для измерения сдвиговых деформаций (каждый тензодатчик состоял из двух элементов, ориентированных под углами 45 и 135° к оси X — направлению распространения трещины), показан на рис. 5. Отложенная на графике рис. 5 деформация е равна разности деформаций, измеренных элементами датчика, т. е. е = Е(45°)—е(135°). Когда трещина проходит чере [c.81]

На рис. 2 приведены результаты измерений длины магистральной трещины от числа циклов нагружения никеля, отожженного при температурах 300, 500, 700 и 900° С (под длиной трещины подразумевается полусумма двух магистральных трещин, идущих от надрезов навстречу друг другу). Представленный график построен для первой стадии распространения трещины (до возникновения промежуточных трещин). [c.121]

Испытание на ударный изгиб образцов с переменной остротой надреза [1М]. В основу метода положен тот факт, что радиус скругления надреза прй испытаниях на ударную вязкость заметно влияет на работу зарождения трещины и почти не влияет на работу ее распространения. Испытывают серию образцов с увеличивающейся остротой надреза при постоянной площади рабочего сечения. Радиус скругления надреза уменьшают до тех пор, пока дальнейшее заострение практически уже не оказывает влияния на величину ударной вязкости. По результатам испытаний строят график зависимости работы разрушения ав от радиуса скругления г (рис. 97). Здесь /"кр — предельный (критический) радиус ар — работа распространения трещины, определяемая только свойствами самого материала аз—работа зарождения трещины таким образом, ударная вязкость Сн разделена на две составляющие. Однако автор работы [114] указывает на возможность более сложного характера изменения а [c.193]

Рис. 4-99. График выявляемости трещин в сварных тавровых швах калибра 30 мм при просвечивании гамма-лучами кобальта-60 и ири-дия-192 при различных углах распространения центрального луча по отнощению к плоскости трещины.

График (и) показан на рис. 6.5. Заметим, что сумма и = и+(т]) + + и>(л) 1) определяет решение задачи о распространении трещины под действием пульсирующих сил, приложенных к ее берегам. [c.274]

До построения графиков на рис. 43—52 (Бразерс, 1966 г.) были определены коэффициенты интенсивности напряжений для формы, которую имеет участок вблизи осевого отверстия ротора (Парис и Си, 1965 г.). Затем были установлены соотношения между коэффициентами интенсивности напряжений и скоростями роста трещины в условиях циклического нагружения для низколегированных сталей, из которых изготовляют роторы. На рис. 43— 51 представлены графики распространения первоначального дефекта материала или усталостной трещины, возникшей в условиях [c.131]

Среди них следует отметить ультразвуковые, магнитные, электромагнитные, акустические способы слежения за возникновением и распрост янением трещин. Полученные в виде таблиц данные (число циклов — длина трещины) непосредственно задают в ЭВМ для их последующего дифференцирования или используют для построения графиков и их графического дифференцирования. В этом случае при испытании на усталость мы получаем дополнительную информацию (число циклов нагружения до появления трещины определенной глубины, число циклов нагружения образца с макроскопической трещиной, скорость распространения трещины усталости и другие пара- [c.41]

Для сравнения влияния окружающей среды, в частности воздуха, масла или воды (при 100° С), авторы [2] нанесли на график нормированное начальное напряжение в зависимости от логарифма долговечности для случая, разрушения, определенного различными долями начального напряжения в цикле. Им удалось произвести полное сравнение только при весьма высоких уровнях напряжений, и для этого были выбраны напряжения, равные 75 и 90% от начального. Было найдено, что результаты в случаях масла и воздуха почти совпадают для композитов как с обработанными, так и с необработанными волокнами. В воде при 100 °С повреждения композитов обоих типов были примерно одинаковыми. Были проведены исследования [21 распространения трещины при кручении, из которых следовали аналогичные выводы. Нагружение кручением в виде, представленном в работах [12, 2], едва ли возникает на практике из-за очень низкой крутильной жесткости однонаправленных углепластиков. Однако проведенные исследования подчеркнули значение видов нагружения, при которых матрица и поверхность раздела испытывают существенные деформации. [c.391]

При достижении критического размера трещины С и К (коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины) получают критические значения Окр, Ккр или Ос, Кс, Для разрушения при отрыве или при плоской деформации — Ок.-, Кхс- Существуют различные методы для регистрации критических размеров трещины или скорости распространения трещины. Так, имеются методики с применением краски для получения данных о движении трещины. Предполагается, что трещина будет окрашена до точки перехода к лавинному росту, так как при увеличении скорости трещйны чернила (краски) не успевают двигаться за трещиной. Длина трещины определяется затем по тарировочным графикам, которые строятся с помощью тарировочных образцов со щелями различной длины. [c.29]

В принципе для определения сроков проведения проверок требуется знание начального размера дефекта в элементе конструкции, длины обнаруживаемой при проверке трещины и критического размера трещины при котором начинается ее неустойчивое распространение, приводящее к разрушению. Кроме того, надо знать связь между ростом трещины и долговечностью или располагать таким графиком зависимости Длины трещины от продолжительности эксплуатации, который показан, например, на рис. 8.31. Пусть aj=0,050 дюйма, adet=0,l5 дюйма, а =1,15 дюйма, тогда с помощью графика на рис. 8.31 сроки проверки при коэффициенте безопасности, равном 2, устанавливаются следующим образом [79. [c.299]

Графики зависимости отношения Kzd/Kz от величины т, построенные по формуле (3.34) для значений v = 2, 5, 10, приведены на рис. 3. Видно, что все кривые ведут себя примерно одинаково. Отношение Кзй/Кзс представляет собой монотонно растущую функцию скорости движения трещины и, которая принимает очень большие значения уже для умеренных значений параметра т, соответствующих относительно небольшой величине скоростей движения трещины по сравнению со скоростью распространения упругих волн в материале. Несмотря на то что нет однозначно определенного способа связать конечную, или максимально возможную, скорость движения трещины с какой-либо из кривых на рис. 3, полученные результаты говорят о том, что эта скорость будет порядка 0.35 s, 0.5 j и 0.65 j для значений 7с = 10, 5 и 2 соответственно. [c.111]

В заключение отметим, что аналогичный анализ динамического процесса распространения трещины в упругопластическом материале в условиях плоской деформации не является столь же полным. Тем не менее имеются некоторые численные результаты, которые дают теоретическую зависимость вязкости разрушения от скорости движения вершины трещины, аналогичную представленным на рис. 3 для тина 3 деформации трещины,— эти результаты опубликованы недавно в работе Лэма и Фрёнда [66]. В этой работе в качестве критерия вязкости разрушения принята концепция критического угла раскрытия устья трещины (см. работу [78]) полученные результаты приведены на рис. 4, Графики на этом рисунке соответствуют четырем различным значениям параметра dde rm, где d — раскрытие трещины на расстоянии г,п (характеризующем изменение микроструктуры материала) от вершины (за вершиной), ео — предел текучести по деформациям в опыте на растяжение унруго-идеально-пласти-ческого материала. [c.112]

Рлс. 2. Зависимость усилия разрушения от температуры для слоистых материалов из мягкой стали и различных связующих с повышенным сопротивлением распространению трещин. Точки на графиках получены ударными испытаниями на изгиб а — нагрузка разрушения гомогенных образцов Ь — расчетная нагрузка разрушения для слоистых материалов с сильной связью с — усилия предела текучести для ненадрезанных образцов d — вычисленная нагрузка разрушения для слоистых материалов со слабой связью й — расчетное усилие после разрушения слоистого материала [3] (с разрешения ASTM) [c.70]

С развитием методов получения и анализа экспериментальных данных стало ясным, что графики скорости роста трещины в двойных логарифмических координатах обычно не являются прямыми линиями, а состоят из трех областей. При малой длине треш.ины (см. рис. 134, область А) подъем кривых довольно крутой, в области обычно наблюдаемых в эксперименте значений А/С тангенс угла наклона (или показатель степени т) обычно равен 2—3 (область S) [14—16], и при высоких значениях А/С, когда /Сщах приближается к Ki опять наблюдается - крутой подъем на кривых (область С). Для начала рассмотрим область В, которая при испытании пластичных материалов характеризует стадию II распространения трещины. [c.231]

Как видно из этих графиков, материалы, обладающие большими значениями характеристики Ок т. е. имеющие большую трещино-стойкость, имеют и большую разрушающую нагрузку при прочих равных условиях. Физически это можно объяснить так чем больше бк, тем больше преграда (предразрушающая область) на пути распространения магистральной трещины. [c.54]

Важно отметить, что особенности, которыми отличаются графики, приведенные на рис. 1 и 2, определяются относительными формами кривых G и i . Критерию остановки трещины может удовлетворять множество образцов различной конфигурации в сочетании с контролируемыми граничными условиями. Особыж интерес представляет поведение образцов, у которых постоянным остается в процессе распространения трещины перемещение, а не нагрузка. В данном случае существенно может измениться форма кривой (т. [c.27]

Исследование Берри — Хоугланда двухконсольных балок при фиксированном перемещении указывает на резкий начальный скачок скорости распространения трещины с последующим внезапным падением этой скорости до нуля. Такое поведение трещины можно наблюдать на системе зависимостей между скоростью потока энергии, длиной трещины и скоростью ее распространения, которые представлены на рис. 15 и 16. Эти графики, основанные на квазистатических концепциях, представляют собой систему зависимостей между кривыми, показанными на рис. 4. График на рис. 16 построен по данным Ирвина (1964 г.). [c.34]

Полученные парные значения da/dN и А/С каждого образца наносили на график зависимости скорости распространения трещинь от размаха коэффициента интенсивности напряжений, который строили в двойных логарифмических координатах [370] [c.301]

В некоторой точке квазистатический рост становится неустойчивым, и происходит быстрое распространение разрушения к свободным поаефхностям. Эта точка помечена крестиком на рис. 7 и найдена путем определения точки перегиба на графике зависимости функции F( Tb a2 i) от длины трещины, образуюш,ейся при макроразрушении. Доказано [10], что эта зависимость пропорциональна зависимости скорости трещины от длины трещины, а в работе [29] доказано, что точка перегиба последней соответствует пере--ходу от устойчивого роста к неустойчивому. [c.170]

Менаже на копре с постоянно увеличивающимся запасом работы маятника. По результатам испытаний строят график угол изгиба образцов — поглощенная энергия (рис. 96) [113]. Для неразрущившихся образцов поглощенную энергию определяют как запас работы маятника копра, для разрушивщихся — по показаниям копра. С ростом величины поглощенной энергии угол изгиба увеличивается вплоть до предельного значения ашах, а затем остается постоянным. Отрезок, отсекаемый прямой на оси абсцисс при а = 0, характеризует работу упругой деформации Ау. Разность между и Ау определяет работу пластической деформации Ад. Работа распространения трещины Ар выражается как [c.193]

На рис. 6.8 показаны графики функций f (u), пронумерованные соответственно номерам задач, причем на оси абсцисс скорость трещины отнесена к - для задач I, II и к j - для задачи III. По поводу представленных зависимостей можно заметить следующее. Глобальные черты кривых для всех трех задач по существу одинаковы величина l/f (u), а следовательно, и энергия, исчезающая на макроуровне при Tq = onst, имеют минимум при (0,3- 0,5)с2. Отсюда следует, что медленное распространение трещины в хрупком материале (по крайней мере, рассматриваемой структуры) неустойчиво. Общий характер кривых l/f (u) оказался тем же, что и принятый в [5] для объяснения причины колебаний в скорости трещины при достаточно медленном ее расклинивании. Таким образом, наличие ветви, где dT/du < О, обусловлено не только возможным уменьшением энергии пластических деформаций с ростом скорости трещины, но и изменением интенсивности оттока энергии, связанного со структурой материала. [c.279]

Известно, что трещины в породе образуются в результате действия на нее нормальных и касательных напряжений, а изменение скапярных величин и направления векторов напряжения приводят к перераспределению трещиноватости увеличению или уменьшению плотности трещин, их ветвлению, изменению горизонтального и/или вертикального направлений трещин, перетокам трещиноватости из одной зоны в другую и т.п. Изменение порового объема трещин приводит к деформации некоторого объема пород в массиве. На эту деформацию реагируют (изменением НДС) участки, сопряженные с объе мом, где произошло перераспределение трещиноватости. При увеличении объема наблюдается описанный выше эффект дилатансии, который распространяется в сопряженное пространство, а при уменьшении - процесс деформации протекает с обратным знаком. Следует отметить, что процесс распространения деформации от очага происходит с переменным знаком и затухает на некотором расстоянии. Проявлением этого процесса является повсеместно наблюдаемая картина чередования зон уплотнений и разуплотнений в геосреде на различных объемных уровнях (от микро до мега). Например, волнообразное изменение трещиноватости наглядно отмечается на графиках изменения средних значений трещиноватости с глубиной на исследуемых площадях (рис. 4.14), а также концентрической зональности распределения трещиноватости относительно локального очага (рис. 4.17). [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...