Уравнение при наличии трещин 58—67 Условие разрушения

Гриффитс отмечает, что рост трещины в растянутой пластинке возможен без работы внешних сил лишь при увеличении поверхностной энергии тела, вызванном приращением площади поверхности трещины, компенсирующемся уменьшением объемной потенциальной энергии деформации. Исходным толчком для этой работы послужило, по-видимому, известное несоответствие теоретической и реальной прочности кристаллов. Это несоответствие Б определенных пределах объясняется по теории Гриффитса наличием исходных дефектов. Условие Гриффитса являлось дополнительным к уравнениям теории упругости условием , при помощи которого задачи теории упругости о концентрации напряжений для тел с разрезами (граница которых состоит из одних и тех же индивидуальных точек) можно формулировать как задачи теории трещин, т. е. разрезов, способных распространяться. Таким образом, переход от расчета тел с разрезами к расчету тел с трещинами осуществляется после введения некоторого дополнительного положения о механизме разрушения [49, 97]. [c.8]

Достоинство расчетного уравнения (34.1) состоит в том, что при отсутствии трещины это уравнение нереходнт в обычное условие прочности. Действительно, пусть I О, тогда Я О, и из уравнений (34.1) и (33.3) имеем о = Ов. Это условие совпадает с классической первой теорией прочности, описывающей момент наступления хрупкого разрушения. Для предотвращения этого момента в обычном расчете допускают максимальное напряжение, равное а в/п. Поскольку это допускаемое напряжение введено в коэффициент интенсивности и предел трещиностойкости, то получаем синтез условий прочности по первой теории и при наличии трещины. [c.283]

При помощи традиционного метода расчета по напряжениям устанавливают опасные сечения и опасную точку с расчетным напряжением Ор. Далее определяют коэффициент запаса прочности п по сГд (или сгд 2). Для этого используют ту или иную теорию прочности в зависимости от состояния детали (хрупкое или пластичное). Предположим, что в опасной точке возникла трещина. Если при данном Стр она достигнет критической длины то произойдет разрушение, т.е. такую трещину допускать нельзя. Однако в конструкции могут появляться трещины некоторой длины. При наличии трещины длиной /о номинальное разрушающее напряжение будет меньше (или даже Стод) и равно Ос (рис. 3.4.2). Запас прочности о при этом станет меньше запаса п, и если задать степень падения запаса я ( 20 %), то это может быть условием для определения допустимой длины трещины /о, а, следовательно, и запаса по пределу трещиностойкости т с помощью расчетного уравнения [c.167]

Оценку по уравнениям (9.3) и (9.4) минимально возможной живучести таких дисков в эксплуатации (ипцн)т1п и максимальной периодичности их контроля на парке двигателей (иконтр)тах вели с учетом возможности наличия в эксплуатации дисков с материалом, чувствительным к треугольной форме цикла нагружения, когда скорость его разрушения может превышать в 4 раза скорость разрушения материала, чувствительного только к трапецеидальной форме цикла. Были учтены и конструктивные особенности КНД данного двигателя. При используемых до настоящего времени методах неразрушающего контроля деталей (см. главу 1) в условиях эксплуатации конструктивное исполнение узла позволяет выявить трещину в диске после ее развития на длину 4 мм. [c.484]

Расчетная оценка малоцикловой долговечносга. На базе полученной информации о циклических деформаций в опасной точке детали и кривых малоцикловой усталости оценим долговечность телескопического кольца, используя деформационно- кинетический критерий прочности при постоянных температурах [см. соотношение (1.3)]. Разрушения детали (см. рис. 3.2) в условиях эксплуатации, а также модели при стендовых испытаниях в условиях высокотемпературного малоциклового нагружения имеют преимущественно усталостный характер (наличие сетки мелких трещин, инициирующих магистральное разрушение, без признаков накопления односторонних деформаций), поэтому расчетное критериальное уравнение, описьшающее предельное состояние материала, обусловленное накоплением усталостных повреждений, принимаем в виде [c.144]

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на прочность композиционных материалов, армированных как непрерывными, так и дискретными волокнами являются дефекты микроструктуры (поры, микротрещины и др.). Например, на практике условия, принятые для вывода уравнения (7.26), нарушаются. Разрушаться волокна люгут не одновременно, а последовательно из-за наличия в них дефектов. Наиболее дефектные волокна разрушаются при ма тых напряжениях, далеких от предела прочности, волокла с меньшими дефектами разрушаются при больших напряжениях, а в целом прочность композита будет меньше рассчитанной. То же самое можно сказать о случае, когда матрица имеет недостаточный запас пластичности, что приводит к появлению трещин на границе раздела и в объеме матрицы, т е к преждевременному разрушению композита. [c.88]

Кроме классических образцов в виде двойной консольной балки в работе [31] для изучения влияния геометрии образца на энергию разрушения была использована усиленная двойная консольная балка. Схема такого образца показана на рис. 4.30. Он представляет собой образец в виде двойной консольной балки, к наружным поверхностям которого после изготовления приклеивают алюминиевые пластины, используя связующее холодного отверждения. Чтобы избежать пластической деформации перед фронтом инициирующей трещины, которая обусловлена наличием полимерного кармана у обреза вкладыша, формирующего эту трещину, перед проведением испытания искусственно вызывают рост инициирующей трещины. На рис. 4.31 и 4.32 представлены результаты, полученные на образцах графито-эпоксидного (As-4/3502) и графито-полиэфирэфиркетонного (АРС-2/РЕЕК) однонаправленных композитов. Отметим наличие поведения типа кривой сопротивления, которое связано с возрастанием при увеличении длины трещины. Исследование поверхности разрушения обнаруживает, однако, наличие большого количества мостиков из волокон, которые и обусловливают рост G, . Данные, обозначенные зачерненными значками на рис. 4.31 и 4.32, получены с помощью эмпирического балочного подхода [уравнение (49)], тогда как обозначенные светлыми значками — методом измерения площади [уравнение (54)]. Хотя длина трещины, при которой G, перестает изменяться, зависит от геометрии образца, условие начала разрушения (величина G, , соответствующая началу роста трещины) не зависит от геометрии образца. Это пороговое значение и представляет, по-видимому, искомую характеристику материала. Как показано в разд. 4.4.7, полученные пороговые значения Gj оказываются равными величинам, измеренным на образцах с тонким адгезионным слоем из чистого связующего. [c.234]

Имеются указания относительно того, что когда процесс коррозионного растрескивания связан с наличием активных участков, тогда влияние напряжений на растрескивание состоит в создании пластической деформации, и поэтому такой вид разрушения будет наиболее вероятен для пластичных металлов пониженной прочности. Когда механизм растрескивания обусловлен охрупчиванием металла в вершине трещины, тогда становится значимой величина работы деформации, а это означает, в соответствии с уравнением (5.1), что прн разрушении пластическая деформация должна быть минимальной, а упругая энергия — максимальной. Такие условия наиболее часто удовлетворяют материалам с высокими значениями предела текучести. С большой достоверностью установлено, что водородное охрупчивание сталей становится наиболее заметным прн повышеинн предела текучести, хотя изменения структуры илн состава, которые способствуют изменению значения предела текучести илн вязкости разрушения, также могут оказывать влияние иа электрохимические характеристики и диффузию водорода. Изменения этих параметров могут оказывать такое же значительное влияние на коррозионное растрескивание, как и изменения прочностных характеристик. [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...