Рост трещины ускоренный

С. я. Ярема [265] учел также область ускоренного роста трещины, предшествующую разрушению, [c.190]

Влияние отверстий на развитие усталостных трещин состоит в следующем [22. Если на пути развивающейся усталостной трещины встречается круглое отверстие, то тормозящий эффект этого отверстия, проявляющийся после входа в него трещины (независимо от размера и расположения отверстия), практически компенсируется ускорением роста трещины при ее приближении к отверстию (за счет увеличения коэффициента интенсивности напряжений) и увеличением размера повреждения (за счет присоединения к повреждению самого отверстия). Ускоренному появлению вторичной трещины из такого рода отверстий может способствовать, по-видимому, предварительная интенсивная наработка в зоне отверстия. [c.173]

Коррозионные среды оказывают сильное влияние и на циклическую трещиностойкость конструкционных материалов, что проявляется в первую очередь в ускорении распространения трещины. Это свидетельствует о необходимости учета влияния рабочих сред на усталостный рост трещин при инженерном конструировании. [c.337]

Вместе с тем анализ изломов различных материалов показывает, что появление усталостных бороздок в изломе происходит только после достижения некоторой скорости роста трещины при АК 2, когда на кинетических кривых, связывающих скорость роста длинных трещин с КИН, наблюдается уменьшение ускорения процесса разрушения [c.162]

Ускоренный и повторно-стати-ческий рост трещин в области [c.181]

Обращает на себя внимание тот факт, что в рассматриваемой корреляции участвуют данные с показателями степени, которые характеризуют фактически независимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений — около 1,5 и И. При этом обобщение экспериментальных данных проведено без разделения роли асимметрии цикла в достижении предельного состояния, соответствующего началу ускоренного роста трещины, которое реализуется при разной скорости роста трещины и разном размахе КИН. Поэтому есть основания относить этот важный массовый эксперимент к реализациям с разными граничными условиями по скорости роста трещины, что не было определено при проведении обобщения. [c.191]

Данные по СРТ на поверхности образца, как уже было подчеркнуто выше, соответствуют суммарному приросту фронта трещины по всей толщине образца. Поэтому они не могут быть строгой характеристикой физического поведения материала, и их использование для оценки минимального прироста трещины в связи с параметрами кристаллической решетки неоднозначно. Вместе с тем переход на кинетических кривых через критические точки при описании роста трещины имеет достаточно четкую картину смены ускорения роста трещины. Это наблюдается не только после регистрации средней величины прироста трещины за цикл нагружения (далее скорости роста трещины), близкой одному или нескольким расстояниям между атомами кристаллической решетки. Аналогичная ситуация отвечает переходу от первой ко второй стадии разрушения, что отражает роль масштабных уровней процесса разрушения соответственно в связи с типом и параметрами кристаллической решетки, а далее параметрами микро- и макроструктуры материала. Ниже будет рассмотрен [c.203]

Развитие трещины может произойти в случае регулярного нагружения в условиях постоянства деформации и постоянства нагрузки. При постоянстве деформации сохраняется постоянство плотности энергии деформации и разрушения, когда выполняется условие первого уравнения синергетики. При постоянстве нагрузки сохраняется постоянным ускорение роста трещины в соответствии со вторым уравнением синергетики. Показатель степени при коэффициенте интенсивности напряжения в этом случае соответствует четырем. Итак, для условий нагружения с постоянной нагрузкой каскад скачков трещины при ее развитии на масштабном уровне мезо И характеризуется соотношением [c.222]

Выбор состава окружающей среды для анализа роли частоты нагружения в кинетике усталостных трещин даже при комнатной температуре должен сопровождаться оценкой давления паров жидкости или иных веществ, которые могут играть роль в ускорении процесса роста трещин. С учетом данных, представленных на рис. 7.2 и 7.3., следует рассматривать синергетическую проблему одновременного взаимного влияния частоты нагружения и давления паров жидкости в окружающей среде [20] [c.347]

Показатель степени при КИН указывает на развитие трещины с таким высоким ускорением, что различия в частоте нагружения не оказывают заметного влияния на процесс разрущения. Из этого факта можно заключить, что имеет место некоторое пороговое ускорение роста трещины, при достижении которого частота нагружения перестает влиять на процесс разрушения материала у кончика трещины. В припороговой области нагружения имеет место такое ускорение в развитии усталостных трещин. Исследования стали 1Сг-1Мо-0,25V и нержавеющей стали с содержанием Сг — 12 % были выполнены при температуре окружающей среды в припороговой области скоростей на компактных образцах толщиной 10 и шириной 50 мм [29]. [c.351]

На среднем участке кинетической кривой возрастание уровня отрицательной асимметрии цикла, являющееся аналогом отрицательной перегрузки, сопровождается возрастанием шага усталостных бороздок (см. раздел 6.2). Поэтому на этой стадии эффект отрицательной перегрузки заключается в ускорении роста трещины. [c.409]

Подробные исследования переходных режимов нагружения на рост трещины при однопараметрической смене соотношения главных напряжений были выполнены на нержавеющей стали 304 с пределом текучести 284 и 333 МПа [40]. На крестообразных образцах толщиной 5 мм было продемонстрировано, что переходы к симметричному сжатию от одноосного растяжения или симметричного растяжения сопровождаются резким ускорением роста трещины с последующим снижением скорости по мере роста трещины. При этом в случае роста трещины при одноосном нагружении ее скорость на значительной длине остается неизменной. Причем при снижении уровня первого главного напряжения со 196 к 163 МПа различия в СРТ нет при одноосном нагружении и симметричном растяжении-сжатии. Этот факт объяснен влиянием пластических свойств материала, как это было указано в главе 6. При снижении величины ai/Oo,2 = влияние второй компоненты нагружения на рост трещины снижается. [c.410]

Развитие трещины в пределах каждого этапа нагружения образца с постоянным соотношением происходило не за полное число циклов приложения внешней нагрузки. Переход к уровню Хд = 1,4 после Xf, = 1,0 вызвал существенное возрастание шага усталостных бороздок, однако резкого возрастания шага по длине не произошло. Аналогичный переход по интенсивности изменения напряженного состояния в случае одноосного нагружения в связи с изменением максимального уровня напряжения цикла приводит к резкому нарастанию шага бороздок, затем происходит его снижение но мере увеличения длины трещины, и далее — более резкое нарастание шага по длине излома, чем до перехода к большему уровню напряжения. Из всей описанной последовательности эффектов взаимодействия нагрузок в случае одноосного нагружения только постепенное возрастание шага усталостных бороздок имеет место в случае двухосного нагружения. В случае возрастания соотношения до 1,4 после соотношения = 1,0, при котором можно достичь существенного стеснения пластической деформации, а следовательно, и максимального снижения скорости роста трещины при < О, имеет место ускорение процесса разрушения. [c.416]

Влияние однократных перегрузок на рост трещин при одноосном нагружении выражено в том, что трещина не останавливается немедленно после перегрузки (см. раздел 8.3). Первоначально происходит ее некоторое продвижение с ускорением, и только затем имеет место ее задержка или полная остановка. Поэтому первоначально рассмотрим [c.425]

Анализ зависимостей длины трещины от числа циклов нагружения показал следующее. Они подобны при всех сочетаниях параметров цикла нагружения, в том числе и при одноосной перегрузке (рис. 8.16). Последовательность точек на представленных кривых указывает на стадийность процессов задержки трещины, как и в случае одноосной перегрузки (1-2) — ускоренный рост трещины сразу после осуществления перегрузки, (2-3) — начало медленного подрастания трещины после ее задержки и (3-4) — окончание периода задержки. [c.430]

Способы управления кинетикой усталостных трещин (СУКУТ) удобно рассматривать по типам элементов конструкций ленты разной толщины, массивные корпуса разной геометрии, сосуды под давлением, вращающиеся объекты-лопатки, лопасти, диски и т. д. Следует еще учитывать, что в однотипных элементах конструкции могут развиваться трещины в разных зонах, с различной геометрией фронта и его ориентировкой в пространстве сквозные, поверхностные, уголковые, наклонные и др. Для управления их кинетикой могут применяться различные способы, учитывающие различные физические закономерности накопления повреждений. Даже зная, на какой стадии происходит развитие трещины, т. е. имея возможность оценить темп возрастания скорости роста трещины (ускорение) и прогнозировать длительность последующего периода стабильного роста трещины до достижения критического состояния, нельзя убедительно обосновать правомерность допуска конструкции с трещиной без операций по ее задержке. [c.443]

Большинство металлов неизбежно содержит либо внутренние или поверхностные. дефекты, либо настоящие трещины и поэтому при наложении напряжений Ста любой из этих дефектов может развиваться вплоть до разрушения. В настоящее время различными псследователями [1—3] для изучения роста трещин, ускоренных воздействием внешней среды (коррозионное растрескивание, водородное охрупчивание), используются положения линейной механики разрушения. Такой подход является, по существу, развитием предложенной Гриффитсом теории хрупкого разрушения для упруго-пластического состояния. [c.308]

При этом экспериментально показано, что коэффициент ускорения роста трещины в среде dLldx) vl(dLldx)s является функцией только параметра (dLldx)в и конкретной системы материал—среда и не зависит от асимметрии и частоты нагружения, [c.199]

Оживающий при нагружении контролируемого объекта дефект конструкции сигнализирует автоматически о своем статусе, что позволяет формировать правильную систему классификации дефектов по степени их опасности и адекватные критерии бракования. Однако максимальная наглядность при обнаружении дефекта проявляется лишь в том случае, когда в объекте присутствуют катастрофически активные источники АЭ. Последние свидетельствуют о наступлении конечной стадии в жизни объекта, связанной с ускоренным ростом трещины, либо с общей потерей устойчивости. И то, и другое приводит к отказу, завершающим этапом которого является разрушение объекта. Вероятность присутствия таких дефектов в промышленном объекте ответственного назначения составляет 10 -10 . [c.260]

Объяснение температурного хода кривой 3 может быть дано в рамках сложившихся в последние годы представлений о поведении по-ликристаллических ОЦК-металлов в температурном интервале хрупкопластичного перехода. В этом интервале трещины, которые образуются на первых этапах пластической деформации возле или по границам зерен [9, 81, 414, 4351, не могут ускоренно расти из-за достаточно легко протекающих процессов локальной пластической деформации. Последние приводят к релаксации напряжений в вершинах трещин и к их скруглению [9, 18, 439, 4401. Поэтому дальнейший рост трещин происходит медленно по мере подъема внешнего напряжения и лишь как исключение могут наблюдаться отдельные случаи скачкообразного увеличения при слиянии двух или более трещин. [c.219]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

Следующая критическая точка отвечает середине кинетической диаграммы. Ее достижение характеризуют коэффициентом интенсивности напряжения Ki [5, 9] на длине трещины и скоростью роста трещины da/dN)is = Vj- Особенности поведения материала и смены процесса разрушения в указанной точке будут рассмотрены далее. Пока отметим, что последующий рост трещины связан с быстрым нарастанием дестр5 ктивных процессов, вызывающих возрастание ускорения роста трещины. Эти процессы отвечают тем механизмам разрушения, которые доминируют на следующем, масштабном макроскопическом уровне. С точки зрения принципов синергетики в рассматриваемой точке нарушается принцип однозначного соответствтгя. Меняется не сам доминирующий механизм разрушения, а в направлении роста трещины существенную роль начинают играть процессы, приводящие к нестабильному разрушению сначала в локальном объеме, а затем и на масштабном макроскопическом уровне. [c.133]

С другой стороны, как было подчеркнуто выше, снижение частоты (скорости деформации) нагружения материала приводит к тому, что трещина может распространяться довольно устойчиво и при переходе на макроскопический масштабный уровень. Можно предположить, что переход этот будет сопровождаться устойчивым, но быстрым нарастанием скорости роста трещины. Предельную величину скорости роста трещины или шага усталостных бороздок, которые могут характеризовать точку бифуркации — переход к окончательному разрушению материала можно определить по аналогии с тем, как это было сделано в соответствии с соотношениями (4.47). На первом этапе стабильного роста трещины (мезоуровень I) плотность энергии разрушения остается постоянной, и это соответствует постоянной величине ускорения роста трещины. На втором этапе стабильного роста трещины (мезоуровень II) происходит линейное нарастание ускорения, что определяется вторым основным уравнением синергетики. Вполне естественно предположить, что этап нестабильного роста трещины (макроуровень) описывается параболической зависимостью ускорения роста трещины от ее длины. В этом случае следует иметь в виду ускорение процесса разрушения, которое [c.223]

Особый интерес представляет оценка параметров кинетики усталостных трещин на масштабном микроскопическом уровне. Применительно к длинным усталостным трещинам первоначальное ускорение роста трещины таково, что оно в полной мере описывается вторым уравнением синергетики, когда скорость роста трещины пропорциональна КИН в четвертой степени тПр = 4. На это указывают результаты экспериментов, в которых предпринималась попытка выявить граничную (пороговую) скорость роста трещины 612 [125] (рис. 4.12). Величина на указанном рисунке введена нами, поскольку она более точно отражает результаты эксперимента и определяет границу рассматриваемого перехода. Основываясь на представлении о симметрии кинети- [c.224]

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]

Рассчитанные таким образом зависимости соотношения полуосей трещины от ее размеров и поправочные функции для образцов из сплава ВТ8 представлены на рис. 7.23. Очевидна закономерность снижения величин поправочной функции на форму трещины по мере снижения уровня номинального напряжения. Это согласуется и с ре-зу.71ьтатами оценки влияния уровня напряжения на ускорение роста трещины при выдержке под нагрузкой. С уменьшением уровня напряжения влияние выдержки на рост трещины снижается. [c.376]

Наиболее изученным является хорошо известный эффект влияния однократной перегрузки на последующий рост трещины [11-22]. После приложения пиковой нагрузки трещина растет с меньшей скоростью, чем она была до этого. Одиночный импульс перегрузки приводит к сложной траектории движения трещины из-за ее пластического затупления и формирования зоны "вытягивания", которую характеризуют в общем случае изменением зависимости длины трещины от числа циклов нагружения (рис. 8.1). После достижения коэффициента интенсивности напряжения при перегрузке Kpeak происходит кратковременное ускорение трещины на участке 1-2, что рассматривается в качестве эффекта "задержанной задержки" (рис. 8.2). Трещина останавливается далее на участке 2-3. Затем происходит ускорение трещины на участке 3-4, и закономерность ее роста по мере увеличения числа циклов нагружения как бы восстанавливается до закономерности, которая была перед перегрузкой, но со смещением на величину Nq, характеризующую длительность задержки трещины. Эта же ситуация для СРТ описывается последовательностью событий по участкам AB-B - D-DE. После перегрузки материала может сразу происходить снижение СРТ на участке АВ, далее имеет [c.402]

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]

Измерения длины ускоренного роста трещины после перегрузки и размера йд1з, который соответствует длине трещины после перегрузки до момента уменьшения скоса от пластической деформации, показали следующее. Длина зоны с уменьшением скоса в точности совпадает на кинетических кривых (см. рис. 8.16.) с расположением точки 3. Соотношение между длиной ускоренного роста трещины 012 и размером зоны до т. 3 неоднозначно зависит от параметров цикла нагружения при двухосной перегрузке с разной асимметрией цикла (рис. 8.18). Это соотношение может достигать 0,9, [c.431]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...