Трещина скачки

Введение относительной деформации в какой-то мере учитывает объемность напряженного состояния в верщине трещины. Скачок трещины реализуется в цикле нагружения в тот момент, когда деформация в плоскости трещины, соответствующая поперечному сужению в процессе монотонного растяжения, не исчерпывается полностью. Применительно к исследованным материалам при частоте нагружения 1,0 Гц было получено [c.240]

Особый интерес с точки зрения обсуждаемых нами проблем представляют способы, при помощи которых производилась работа с полями в окрестности вершины трещины, В самых ранних работах трещина моделировалась просто линией, через которую нельзя передать никаких усилий, а движение трещины по предположению начиналось тогда, когда соответствующая компонента напряжений в узле сетки вблизи вершины трещины на плоскости разрушения достигала некоторой критической величины. В этот момент узловая точка мгновенно освобождалась от связей и вершина трещины скачком перемещалась вперед на одну ячейку. Такое внезапное освобождение от напряжений и скачкообразное изменение длины трещины нельзя, разумеется, точно описать при помощи конечно-разностных аппроксимаций, и поэтому в схемы были внесены надлежащие усовершенствования. Одним из такого рода обычно используемых улучшений является включение в конечно-разностную модель известного распределения напряжений в окрестности вершины трещины при помощи определенных процедур согласования (см,, например, работы [82,22]) или же введение в окрестность вершины трещины некоторых более тонких структур, позволяющих осуществить более плавное освобождение от напряжений и/или поглощение энергии. [c.120]

Утверждение 5. При нагружении тела с трещиной скачок смещения является непрерывно дифференцируемой функцией параметра в. [c.64]

Помимо чисто акустических параметров материала необходимо знать специфические АЭ свойства, которые определяются механизмом контролируемого динамического процесса (ростом трещины, скачком пластической деформации). [c.138]

В работах [232, 234, 356] показано, что для некоторых материалов характеристики вязкости разрушения при циклическом нагружении могут существенно отличаться от характеристик статической трещиностойкости. Циклическое деформирование металла у вершины трещины приводит к нестабильному (скачкообразному) ее развитию при КИН, меньших статической вязкости разрушения Ки. В настоящее время феноменология такого явления достаточно хорошо разработана и описана в работах [29, 197, 232, 234, 267, 356]. Тем не менее физическая природа скачков усталостной трещины изучена недостаточно. Попытаемся дать физическую интерпретацию этого явления. Выше (см. подраздел 2.3.2) была представлена модель, описывающая зарождение усталостного разрушения в масштабе зерна. Разрушение представлялось как многостадийный процесс, включающий зарождение микротрещин по границам и в теле фрагментированной субструктуры, возникающей при циклическом деформировании, стабильный рост микротрещин за счет стока дислокаций в их вершины, образование разрушения в пределах зерна при нестабильном росте микротрещин. Ограничение мае-штаба разрушения при нестабильном росте микротрещин размером зерна возникает в случае их торможения границами зерен или стенками фрагментированной структуры, т. е. при = Oi < 5с(ху), где X/ — накопленная деформация к моменту страгивания микротрещин. Если сгтах 5с(ху), то разрушение может распространяться в масштабе, большем чем размер зерна. [c.222]

Итак, имеются все зависимости, требующиеся для выяснения возможности скачков усталостной трещины. Для этого необходимо проанализировать НДС в ближайшем к вершине трещины структурном элементе и сравнить Отах с S (влиянием деформи- [c.222]

Следует отметить, что данный способ моделирования продвижения трещины, основанный на формуле (4.76), имеет ряд особенностей. Так, в случае, когда k = l (наиболее экономичный вариант с точки зрения времени расчета) силы сцепления уменьшаются до Е за время Атс = Ат. При этом положение вершины трещины изменяется скачком на величину AL, а СРТ V однозначно связана с шагом интегрирования Ат. Последнее обстоятельство накладывает существенное ограничение на выбор схемы интегрирования конечно-элементных уравнений движения приходится использовать безусловно устойчивые, но менее точные схемы интегрирования [см., например, уравнение [c.247]

Для оценки результатов требуется наличие базы данных по акустической эмиссии, наблюдающейся при стабильном росте трещин в материале, аналогичном примененному при изготовлении контролируемой конструкции. Расчет условий роста трещин выполняют в терминах механики разрушений. Во внимание принимают источники акустической эмиссии при условии, что их не менее 5 (для газовых баллонов) и 10 (для сосудов) в области радиуса, составляющего 10% от расстояния между датчиками. Для сталей класса прочности 275-355 МПа (по пределу текучести) в учитываемые источники включают те, амплитуда сигнала от которых превышает 50 бВ. Испытания приостанавливают, если наблюдаются скачки амплитуды на 20 бВ выше среднего уровня. Соответствующие источники тщательно исследуют. [c.181]

В дальнейшем параметры метода АЭД подземных трубопроводов подвергли корректировке. В частности, это касается уменьшения расстояния между датчиками преобразователя акустической эмиссии, рекомендаций по скачку давления, применения иных критериев обнаружения существенного развития трещин. [c.186]

В линейной механике разрушения хорошо известен феномен скачкообразного роста трещины, сопровождающегося звуком (в виде щелчков). Число скачков трещины определяется сохранением условий плоской деформации на фронте трещины, когда скачки ограниченных предельным для плоской деформации размером 1 =2-Эксперименты показывают, что суммарное число скачков трещины m при субкритическом росте трещины определяется суммар- [c.343]

В ряде случаев заключительная стадия РУТ сопровождается хрупкими скачками трещины, количество которых возрастает с понижением температуры испытания. Предполагают, что это связано с тем, что главное растягивающее напряжение при раскалывающем разрушении возникает не в вершине распространяющейся трещины, а на расстоянии 1 -2 диаметров зерна впереди нее. В этом случае в изломе появляется узкая зона, в пределах которой имеются фрактографические признаки образования микротрещин впереди магистральной трещины. [c.64]

Экспериментальное определение Ki не требует измерения длины растущей трещины, так как она практически не растет, и для подсчета пользуются ее исходной длиной. Тем не менее определение Ки оказывается более сложным, чем Zj, поскольку нельзя знать заранее, будет ли получен при данной толщине прямой излом. Кроме того, зачастую толщина t имеющегося материала оказывается недостаточной для оценки Ki (так как зависимость K — t еще не вышла на асимптоту, где К = Kj ). В этих случаях иногда помогает метод скачка [21]. [c.132]

Метод скачка основан на испытании образца с центральной или боковой трещиной на растяжение или изгиб с записью диаграммы нагрузка — смещение , причем смещение V определяется на малой базе между противолежащими берегами трещины. Замечено, что для многих материалов диаграмма нагрузка — смещение имеет скачок — резкий прирост смещения без роста или даже при спаде нагрузки (диаграмма II). Этот скачок обычно сопровождается треском ) и образованием участка прямого излома в виде треугольника в центре толщины, непосредственно у вершины исходной усталостной трещины. Образование прямого участка излома, судя по его форме, происходит в условиях плоской деформации, что дает право принять нагрузку, соответствующую его образованию, для определения напряжения при подсчете значения К . [c.132]

Отметим, что в случае, если последующее движение трещины (после определения бс) является докритическим (медленным), то бо будет докритической характеристикой [2921. Если же бс определяется в начале быстрого роста трещины (при максимальной нагрузке или в момент скачка), то характеристика б является критической. Подобная двойственность б может осложнить оценку поведения материала. [c.137]

Если же имеется N плоских трещин, то каждую из них можно рассматривать как двухстороннюю поверхность, на которой размещены источники и диполи тепла соответственно с плотностями рй и (ft, а перемещения имеют скачок при переходе через эту поверхность. Тогда напряжения и перемещения в теле с трещинами равны сумме напряжений и перемещений, обусловленных всеми источниками и диполями тенла, а также скачками на каждой из трещин. [c.357]

Из выражений (48.19) —(48.21) находим скачок вектора смещений и электрического потенциала в плоскости трещины [c.388]

Hs — расстояние, на которое удалена траектория трещины от горизонтали на поверхности образца кр — коэффициент перегрузки внутренним давлением по отношению к рабочему циклическому давлению Ki — вязкость разрушения металла K s вязкость разрушения в коррозионной среде К[р — коэффициент интенсивности напряжения образца с разным радиусом в вершине концентратора напряжений Kj — коэффициент концентрации напряжений Шр — показатель степени в уравнении Париса п — показатель деформационного упрочнения материала Пс — количество скачков дискретного подрастания трещины N — число циклов [c.23]

Дополнительные доказательства дают фотографии, приведенные на рис. 20. На рис. 20, а показаны случайные скачки трещины (обозначены стрелками) при растяжении на рис. 20, б видны однонаправленные скачки трещины под действием сдвига на рис. 20, в показана трещина, скачки которой меняют направление при изменении направления сдвиговых напряжений. По-видимо-му, как и предполагалось, основное направление скачков трещины действительно определяется направлением, соответствующим совпадению векторов напряжения и прочности. Кроме того, заметим, что, поскольку такие модели распространения трещины наблюдаются как в плоских пластинах композитов, полученных в результате прессования препрегов ), так и в намотанных образцах (рис. 20), мы можем предположить, что подобное поведение характерно не только для определенных композитов и данной технологии производства. [c.245]

Развитие трещины скачками перейдет в стабильный ее рост при / l развития усталостных трещин определяется аналогично схеме, приведенной на рис. 130, а (кривая 2), но предельная несущая способность материала или конструктивного элемента определяется и в случае рис. 130, б и в случае рис. 130, в характеристикой Кос (так как трещина после страгивапия распространяется быстро). В случаях, описанных на рис. 30, д Kf Ki < [c.216]

Уже в течение песколькпх секунд в зоне иредразрушения достигается концентрация водорода С, существенно превышающая поверхностную концентрацию Со. Обычно предполагают, что при достижении критической концентрации водорода Ссг па расстоянии Хс перед вершиной трещины происходит локальное разрушение, и трещина скачком подрастает на величину х . Используя расчетные кривые концентрации водорода, можно найти интервал между скачками, а затем рассчитать и среднюю скорость [c.151]

Трещина скачком распространяется на расстояние deo, останавливаясь на границе упругого ядра затем процесс повторлет-ся. Цикличность процесса развития трещины вполне характеризуется величиной скачка dep и периодом цикла т. Согласно (7.17), значение deo является некоторой постоянной пары металл — среда. Период цикла т определяется формулой (7.15) при dg = rfgo 0н существенно зависит от интенсивности источника протонов Q. [c.379]

Образование и развитие медианных трещин экспериментально изучено полнее других. Поэтому могут быть построены относительно точные модели этих процессов, как например, в работе Б. Лоуна и А. Эванса [24]. Методами механики разрушения могут быть определены такие критические условия, когда из микротрещины на границе пластической и упругой зоны образуется начальная медианная макротрещина дискообразной формы (на рис. 4 это — маленькая окружность, очерченная штриховой линией). Развитие такой дисковой трещины неустойчиво. При достижении пороговой нагрузки (твердость Н = Р/т а ) края медианной трещины скачком прорастают вплоть до поверхности полу- [c.631]

Если ото)вдествить N с критическим значением коэффициента интенсивности напряжений (N = п к, К — модуль сцепления материала), при котором достигается состояние предельного равновесия на краю трещины, то экстремальный контур площади S будет представлять собой контур предельно равновесной трещины, первоначально занимавшей область Gq, при значении параметра нагрузки р. Допустим, что параметр нагрузки последовательно увеличивается. При этом развитие трещины будет происходить устойчиво, если p(S) возрастает, и неустойчиво, если p(S) убывает на данном участке диаграммы р (S) (рис. 43). Здесь применимы все соображения, используемые при анализе роста трещин, характеризуемых одним параметром (радиусом или длиной) (см., например, [10, 11]). Так, для зависимости p(S), показанной на рис. 43, трещина скачком переходит из начального состояния в состояние, отвечающее экстремальному контуру площади Si, затем следует участок непрерывного развития трещины через последовательность экстремальных контуров площади Si < 5 < 52,а затем — скачкообразное разрушение тела. [c.162]

Итак, изложенные здесь подходы позволяют объяснить хрупкие скачки трещины в стали 15Х2МФА—П. [c.224]

Два процесса - пластическая деформация и рост треш 1н различаются по амплитудным распределениям сигналов АЭ. Пластическая деформация происходит в достаточно больших объемах относительно малыми ступенями, обусловленными малыми по масштабу всего объекта единичными деформационными ступенями. При тех же энергетических вложеньсях трещины продвигаются значительными скачками, что также [c.257]

Разрушение при действии переменных напряжений ст на участке АВ имеет статический характер, т.е. такой же, как и при однократном разрушении с образованием шейки и исчерпанием всей пластичности материала (для г ладких образцов участок АВ простирается до 10 - Ю циклов, а остро надрезанных - до 10 - Ю циклов). На участке ВС характер разрушения меняется с увеличением числа цр клов и понижением амплитудного напряжения Аа, макропластиче-ская деформация постепенно уменьшается и исчезает, а разрушение становится типично усталостным, т.е. происходящим в результате образования и распространения усталостной трещины. От приложения переменных напряжений в металле постепенно накапливаются повреждения, перехо- [c.386]

Если мы можем каким-либо образом выдел1ггь из окружающего пространства часть материи, эта часть всегда имеет поверхность, благодаря которой вообще возможно произвести такое выделение. Так мы осознаем, что в окружающем мире существует множество различных тел и объектов. Но поверхность двумерна, а материя по ту и другую сторону поверхности трехмерна. Сложно себе вообразить какую-то резкую границу, на которой скачком происходит изменение мерности пространства. Скорее всего, вблизи поверхности раздела свойства трехмерного объема тела плавно изменяются и переходят в свойства двумерной поверхности. Каковы эти свойства и как происходит их изменение описано во второй части Главы 4 (разделы 4.3 - 4.4). Здесь приводится концепция поверхностного переходного слоя на границах раздела фаз, в пределах которого происходит постепенное изменение мерности от 3—>2. Показывается, что зарождение и рост трещин можно достаточно легко описать механизмом формирования дробно-размерного слоя. С этой позиции дается описание ме.ханиз-мов разрушения полнкристаллических сплавов. [c.4]

Сделанные допущения эквивалентны концепции киазихрун-кого ра.з.рушопия Орована — Ирвина о том, что в конце трещины мон ет находиться пластическая зона, малая настолько, что 08 влняние ска.чывается существенно только на величинах (перемещениях и нх производных в нашем случае), непосредственно относящихся к концу трещины, и не отражается па элементах упругого решения в остальной части тела. [c.37]

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]

Для вывода на основе выражения (47.23) уравнения кинетической диаграммы разрушения t = f(.K) необходимо заметить сле-д> ющее. Если при данном К моменту разрушения соответствует ниспадающая ветвь кривой С — С х, t ), 0 х 8, то в качестве длины элементарного скачка трещины естественно принять А/ = = Xt = б. Если же этому моменту соответствует восходящая ветвь (рис. 47.5, б), то зона предразрушения при подрастании трещины пересечет область, достаточно насыщенную водородом, а длина элементарного скачка трещины увеличится до границы, от которой начинается резкое убывание функции С (х, t ), т. е. до = = Хт = 2б. Таким образом, в качестве длины скачка трещины следует принять Д/==х(т)б, где величина 1 х(т) < 2 учитывает характер распределения концентрации впереди вершины трещины. [c.359]

Во время проведения опыта при определенной величине нагрузки на образец часто наблюдается предкри-тическое раскрытие трещины, за которым при дальнейшем повышении нагрузки следует скачок трещины. [c.334]

В. Ф. Щербинин проанализировал фазовый состав продуктов коррозии, образовавшихся при механическом повреждении защитной оксидной пленки в нейтральном 3 %-ном растворе Ыа01. Оказалось, что продукты коррозии состоят на 50 % из чистого гидрида титана. Таким образом, и на поверхности излома коррозионного растрескивания, по всей вероятности, находятся гидриды титана, придающие ей темный цвет. О появлении гидридов может свидетельствовать и характер развития трещины при статическом и циклическом нагружениях. Измерение электрохимического потенциала при коррозионном растрескивании сплава ВТ5-1 показало, что трещина распространяется скачками и по мере ее углубления и интенсификации процесса коррозионного растрескивания частота скачков потенциала увеличивается. О прерывистом характере развития трещин при коррозионном растрескивании свидетельствует и анализ акустического спектра образца при разрушении. Если в самой начальной стадии роста трещин сигналы акустической эмиссии не регистрируются, то по мере удлинения трещины появляется скачкообразно нарастающее количество сигналов акустических импульсов. [c.64]

Коэффициент пропорциональности f в экспериментах был близок единице при стандартном отклонении в определяемой величине вязкости разрушения в пределах от 3 до 7,5 %. Следовательно, между соотношениями (2.11) и (2.12) различия непринципиальны при проведении оценок вязкости разрушения или решении обратной задачи по определению уровня максимального напряжения в момент скачка трещины в плоском элементе конструкции. [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...