Рост трещины модель

Существует возможность описания докритического роста трещины посредством обобщения известной б модели [154]. [c.254]

Изложенная модель формирования усталостных бороздок объясняет результаты регистрации сигналов АЭ в обоих полуциклах нагружения образца, связывает их с процессом упругого и упругопластического разрушения материала. Она позволяет объяснить увеличение скорости роста трещины при возрастании отрицательной составляющей цикла нагружения по модулю, а также изменение профиля усталостных бороздок на переходных [c.169]

Развивая свой подход к единому описанию роста трещин в рамках использования зоны пластической деформации как характеристики прироста трещины в цикле нагружения Лю с соавт. конкретизировал структуру коэффициента пропорциональности уравнения (5.18) и заменил предел текучести при монотонном растяжении на циклический <3ус предел текучести [62, 63]. Он исходил из условия пропорциональности скорости роста усталостной трещины раскрытию в ее вершине. Дополнение к модели получил принцип дискретного продвижения трещины, учитывающий факт дискретного подрастания трещины за счет [c.239]

В работе [103] для описания роста трещин в области малоцикловой усталости была использована деформационная модель, и на ее основе исследовалось условие [c.245]

Реальная траектория трещины рассмотрена с учетом роли поперечного сдвига в сочетании с нормальным раскрытием берегов трещины при формировании рельефа излома [130-138]. Обоснованием такого подхода является существование кристаллографической чувствительности материала к росту трещин и наблюдаемый по поверхности образца зигзагообразный профиль трещины в направлении ее роста (рис. 5.4). Однако указанная извилистая траектория трещины отражает кинетику формирования скосов от пластической деформации, а не процесс развития разрущения за счет поперечного сдвига, доминирующего в моделях роста трещин. [c.255]

На основании критерия Си (5.1) и в соответствии с моделями роста трещины в материале по плоскостям скольжения путем продольного сдвига (см. рис. 5.4а), направление роста трещины может быть определено по углу Gg из соотношения [c.256]

В моделях роста трещины при определении коэффициента интенсивности напряжения Ki негоризонтальная часть траектории трещины D не рассматривается. В этом случае различия между рассчитываемой величиной Ki без учета извилистой траектории трещины и величиной Kg, определяемой по соотношению (5.68), характеризуются величиной os (Gq / 2) [c.256]

Ориентация плоскости трещины по отношению к наружной поверхности и первому главному напряжению, раскрывающему берега трещины, остается неизменной в срединной части крестообразной пластины при возрастании соотношения главных напряжений при tf, > 5 мм и более. Траектория трещины по поверхности меняется в связи с изменением соотношения для указанной толщины пластины. Такая ситуация отражает влияние второй компоненты нагружения на рост трещин при указанной толщине модели, что связано с чувствительностью кинетики формирования скосов от пластической деформации к соотношению [c.318]

В случае однородного напряженного состоя- ния крестообразной модели и отсутствия градиента напряженного состояния в разных направлениях ширину скоса определяют из следующей системы уравнений, отражающих рассматриваемую закономерность роста трещины на второй стадии, когда имеет место формирование в изломе усталостных бороздок [c.319]

Рис. 6.24. Изменение шага усталостных бороздок 6 по глубине несквозной (поверхностная) трещины а и скорости роста трещины d /dN по поверхности с крестообразных моделей толщиной 10 мм из сплава АК6 при двухосном нагружении

В качестве предельного значения скорости роста усталостной трещины рассматривалась величина 2,14-10" м/цикл, соответствующая точке перехода на единой кинетической кривой от линейной к нелинейной зависимости СРТ от длины. Поэтому долговечность от момента зарождения трещины и до предельного состояния соответствовала суммарно этапам подготовки материала к зарождению трещины, и ее распространения до достижения скорости 2,14 -10 м/цикл. Период роста трещины исключал стадию подготовки материала к зарождению разрущения. Указанное ограничение по скорости было введено в связи с тем, что крестообразных моделей полей равномерного напряженного состояния материала может быть реализовано в ограниченной зоне в центральной части в пределах радиуса 20 мм. За пределами этой зоны рассмотрение процесса роста трещины является некорректным. Однако при изменении одновременно асимметрии цикла и соотношения Я.СТ граница зоны достигается трещиной с разной скоростью. В связи с этим, чтобы соблюсти единообразие в оценке относительной живучести, введена общая граница по скорости роста тре- [c.325]

Итак, смещение фаз нагружения при наличии асимметрии цикла сопровождается нарастанием доли периода роста трещины в общей долговечности и снижением общего периода работы плоской модели под циклической нагрузкой. [c.332]

Варьирование формы цикла нагружения активизирует процессы разрушения жаропрочных сплавов, но и может вызывать пластическое затупление вершины трещины. С возрастанием длительности выдержки пластическое затупление может доминировать, что и вызывает снижение скорости роста трещины. В общем случае процессы повреждения материала в цикле нагружения могут быть описаны с помощью модели (рис. 7.13), предложенной в работе [54]. Как следует из этой модели, выдержка под нагрузкой, как и форма цикла, влияет на активизацию процессов ползучести, которые служат ускоряющим фактором в развитии усталостной трещины и могут быть охарактеризованы, например, так, как это представлено в соотношении (7.17). [c.358]

Применительно ко второму и третьему тину диаграмм описание роста трещин путем построения огибающей кривой может быть аналогично моделям [130, 143, 144]. Кинетическая кривая [c.395]

Основное достижение модели в том, что она учитывает изменения в росте трещины только на участке DE (см. рис. 8.2). Однако изменения характера возрастания скорости на указанном выше участке не учитываются моделью. Величина т . определяется экспериментально, что делает модель жестко зависящей от многочисленного варьирования параметрами цикла нагружения — скорости, температуры и пр. Все это ограничивает возможность практического использования этой модели. Вместе с тем она может быть реализована для любого уравнения, описывающего рост трещин, в том числе и при наличии отрицательной составляющей, когда происходит возрастание скорости по сравнению с пульсирующим циклом нагружения. [c.421]

Рассмотренные наиболее известные модели роста трещин после перегрузки могут быть сведены к следующему соотношению [12, 33, 36-37, 43-57] [c.424]

Раскрытие берегов трещины может быть эффективно реализовано при моделировании роста трещины в случае двухосного нагружения [63]. Однако и эти подходы пока не распространены на случай нерегулярного двухосного многопараметрического нагружения, когда имеет место одновременное изменение нескольких параметров цикла нагружения. Поэтому даже при высокой эффективности моделирования роста трещины по любой из предложенных моделей применительно к случаю одноосного нерегулярного нагружения пластины реальным спектром, отражающим нагружение крыла транспортного самолета, полученный результат не в полной мере соответствует росту трещины в панели крыла самолета. Это связано с тем, что в различных зонах крыла самолета имеет место переменное во времени и но уровню двухосное напряженное состояние по этапам полета (см. 1 главу). [c.425]

Вариант модели вязкого роста трещины. Модель вязкого роста треш,ины предполагает последовательное поглош,ение основной треш,иной вторичных треш,ин (или микропор), как уже суш,е-ствуюш,их в теле, так и раскрываюш,ихся в процессе нагружения. Для [c.274]

По классификации (ГОСТ 18353) этот метод относится наряду с ультразвуковой дефектоскопией (УЗД) к классу акустических методов неразрушающего контроля. Однако он имеет принципиальное отличие от ультразвукового метода АЭ фактически объединяет методики, характерные для неразрушающего контроля, и модели механики разрушения. Кроме того, по формальному классификационному признаку УЗД относится к активному методу, в котором ультраупругие волны возбуждаются в объекте внешним устройством (от пъезодатчика), тогда как в методе АЭ они порождаются динамическими процессами перестройки структуры и разрушения (роста трещин) в материале контролируемого аппарата. [c.255]

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [32], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряже1пюго состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (каустик). Созданные модели динамического разрушения используют те же положения, что и для квазистатиче-ского разрушения, а именно - представления о коэффициенте интенсивности напряжений и условие постоянства удельной энергии разрушения. Эти модели динамического разрушения базируются на предположении о непрерывном характере роста трещин. Экспериментальные данные, однако, показывают дис- [c.297]

Существует возмо киость писания доиритичсского роста трещины посредством обобщения известной 6 модели [15Л]. [c.248]

Эксперименты показывают, что при наличии достаточно развитых пластических зон критический рост трещины наблюдается не при постоянном значении коэффициента интенсивности напряжений Kj = Kj [см. (12.33)], т. е. значение Kj не может служить критерием начала разрушения. В качестве критерия в этом случае было предложено принимать так называемое раскрытие у вершины трещины б = 2и (рис. 12.16 и 12.17). Модель Ирвина при г = а дает б = = 2и (г = а) = AK il(nEa ). Соответственно из модели Дагдейла следует равенство S = [8о. г /(л )1 Ig se [яст/(2стт)]. [c.388]

Недостаток знаний о характере разрушения в концевой зоне трещины может компенсироваться разумным моделированием структуры края трещины. Из рис. 39.1 видно, что нелинейно деформированный, частично разрушенный материал сосредоточен в узкой области перед вершиной трещины. Это позволяет при моделировании края трещины заменить концевую область разрезом на продолжении трещины, находящимся под действием равномерно распределенных самоуравновешенных напряжений (см. рис. 4.1), т. е. использовать уже изложенную в 7 б -модель. Напомним, что в б -модели напряжения а в концевой области считаются постоянными и равными либо сопротивлению отрыва, либо пределу текучести материала. Однако это предположение будучи справедливым для упругих и упругопластических материалов, не выполняется для ряда вязкоупругих материалов из-за реономности их свойств. Например, при разрушении полимеров, таких как полиметилметакрилат (ПММА), напряжения в концевой области существенно меняются с ростом трещины, однако размер концевой зоны меняется при этом незначительно (а в довольно широком диапазоне скоростей роста трещины практически постоянен). Более того, как следует из экспериментов, и форма концевой области для трещины, растущей в ПММА, не зависит от длины трещины, т. е. имеет место автомодельность. [c.313]

Дальнейший анализ роста трещины в металлах при воздействии водорода связан с разработкой количественной модели, устанавливающей связи этого роста с интенсивностью механического воздействия на металл в зоне нредразрушения (т. е. К), кинетикой перераспределения водорода и его накопления в ответственных за разрушение микрообъемах [4, 212]. [c.328]

Представленные соотношения (4.20) и (4.21) характеризуют развитие усталостной трещины применительно к одной из точек фронта или некоторому отрезку фронта, на котором производится осреднение измеряемых величин параметров рельефа излома, которые являются характеристикой скорости роста трещины. Это позволяет в дальнейшем рассматривать перемещение фронта усталостной трещины по аналогии с перемещением растяжимой струны под действием некоторой силы Ff, лежащей в плоскости распространения трещины, вектор которой ориентирован в направлении ее роста (рис. 4.5). Форма струны отражает форму фронта трещины, а ее шарнирное закрепление на двух струнах имитирует граничную ситуацию пересечения фронтом трещины поверхности образца или детали. Представленная модель может быть усложнена, например, путем введения криволинейньгх границ у струны, отражающих многообразие форм поверхностей элементов конструкций, в которых происходит развитие усталостных трещин. [c.198]

В моделях толщиной 4,9 мм развитие сквозных трещин, как указано выше, происходит без изменения ориентации трещины при возрастании соотношения главных напряжений, но скорость роста трещины последовательно убывает. Аналогичным образом ведет себя и шаг усталостных бороздок. Одновременным изменением асимметрии цикла нагружения и соотношения главных напряжений можно добиться эквивалентности в закономерности роста усталостных трещин (рис. 6.23). Важно отметить, что развитие трещин в широком диапазоне изменения параметров цикла нагружения характеризуется макро- и мезотуннелировани-ем трещины, но при этом шаг усталостных бороздок соответствует СРТ. Мезотуннели почти параллельны поверхности крестообразной модели и вытянуты в направлении роста трещины. Разрушение перемычек между мезотуннелями происходит путем сдвига без признаков ротационных процессов в виде формирования сферических или иных частиц (см. главу 3). [c.321]

Оценка относительной живучести существенно зависит от того, каким был выбран первоначальный размер трещины, какова предельная скорость стабильного роста трещины и насколько сильно проявился эффект макротуннелирования трещины. К моменту фиксирования трещины у устья концентратора на боковой поверхности образца она уже успевает прорасти в срединной части настолько, что в некоторых случаях максимальное удаление точек фронта трещины от края концентратора (от зоны зарождения трещины) составляет 3 мм. После этого фронт трещины начинает выравниваться, однако ускорение ее роста отрицательное. Скорость роста трещин уменьшается в направлении развития разрушения, а далее происходит ее возрастание, стабилизация и последовательное развитие разрушения с нарастанием ускорения [90] (рис. 6.26). Использование специальных методических приемов для соблюдения подобия кинетики трещин между различными крестообразными моделями с разной интенсивностью эффекта туннелирования позволяет с единых позиций проводить анализ относительной живучести для широкого диапазона варьирования соотношением и асимметрией цикла нагружения. Один из таких подходов излагается далее [88]. [c.324]

Важно подчеркнуть, что при всей сложности описания процесса роста усталостных трещин в случае активизации процесса коррозии также может быть решена обратная задача по описанию процесса разрушения и даже по количественной оценке интенсивности роста трешины. Это заключение следует, например, из работы [145], где на основе фрактографического анализа были дифференцированы механизмы коррозии в сталях. Определенные модели роста трещин могут быть рассмотрены только с учетом реализованного механизма разрушения. Более того, формирование параметров рельефа излома в агрессивной среде в виде усталостных бороздок или блоков мезоли-ний позволяет восстанавливать кинетический процесс и проводить интегральную оценку поправочных функций и сопоставлять на их основе предполагаемый (прогнозируемый) и реализованный процесс разрушения. [c.395]

Размер зоны влияния перегрузки использован в одной из первых моделей, разработанной Уилле-ром [43]. Длина зоны йд ставится в модели в соответствии с г hi = ( А7)о- в пределах зоны влияния перегрузки скорость роста трещины определяется соотношением [c.421]

Моделирование роста трещины основано на интегрировании формулы Формана, в которой используют AKgff и Rgff = (K in)eff/(.K,mx)eff- ВсС отрицательные значения асимметрии цикла приравнивают к нулю и циклы с этой асимметрией рассматривают как пульсирующие. Эти два ограничения существенно сужают применимость рассмотренной модели прогнозирования трещин. Помимо того, модель предполагает, что зона воздействия перегрузки значительно больше пластической зоны, связанной с перегрузкой. Однако эксперименты показывают, что ее размер может быть близок величине [c.422]

В модель введены еще два корректирующих коэффициента, которые учитывают факт замедления и ускорения роста трещины после перефузки и ffl соответственно, которые определяют по соотношениям [c.423]

Для сталей величина коэффициента = 130, а для А1-сплавов можно воспользоваться данными работы [33]. В ней эта длина определяется циклической зоной пластической деформации. Экспериментальная проверка модели Матцуока показала, что для ряда материалов и видов нерегулярного нагружения модель дает существенное расхождение расчета с экспериментом [52]. Поэтому были предприняты попытки уточнить эту модель, вводя описание скорости роста трещины после перегрузки с помощью нелинейной связи между Q и (Аа,/ йд) [54]. При этом величина йд = 2/7,2, а параметром [c.424]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...