Трещины Явление закрытия

Исследованиями последнего времени установлено, что кинетика усталостного разрушения металлических материалов в значительной мере опосредствована явлением закрытия (смыкания берегов) трещины (ЗТ). Под последним подразумевают контакт сопряженных берегов усталостной трещины на некотором рас- стоянии от ее вершины кото- Рща> рый, вопреки представлениям модели упругого деформируемого тела с трещиной, наблюдается еще при действии растягивающих напряжений, когда К < /Сор (рис. 19.19). Закрытие усталостной трещины приводит к уменьшению амплитудного значения А/С [c.341]

ЯВЛЕНИЕ ЗАКРЫТИЯ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН [c.191]

Явление закрытия усталостных трещин [c.193]

Явление закрытия 191—196 Трещины эквивалентные — Понятие 186 [c.223]

Рассмотренные варианты вставок, используемых для торможения трещин, не учитывают такую специфическую особенность усталостного разрушения, как закрытие трещин. Учет этого физического явления позволяет эффективно влиять на самоторможение и на задержку распространения трещины. Трещина всегда имеет большее или меньшее раскрытие. Сближение ее берегов принудительным способом непосредственно в вершине невозможно из-за наличия зоны пластической деформации перед вершиной трещины и развитого шероховатого рельефа излома (профиль берегов [c.451]

Опытные работы, проведенные с зубчатыми колесами, показали, что развитие усталостных трещин начинается не на глубине, где действуют наибольшие напряжения, а по контактной поверхности зубьев. Положение с исследованием явлений усталостного разрушения таково, что пока нет оснований для рекомендаций надежных критериев прочности, отвечающих данному напряженному состоянию, однако формулы (44) — (46) с достаточной ясностью отражают физическую сущность и закономерность явлений усталостного разрушения. Следовательно, безразлично, какую формулу принять для расчета колес закрытых зубчатых передач, так как их различие состоит только в числовом расчетном коэффициенте необходимо лишь обеспечить правильный выбор допускаемых напряжений исходя из принятой формулы заметим также, что между нормальными и касательными напряжениями существует в данном случае простая линейная связь. При надобности в расчетах можно использовать зависимость, характеризующую переход от одного напряженного состояния к другому, где [c.302]

Для повышения прочности литых заготовок их конструктивные формы должны учитывать также явление линейной усадки, возникающей в процессе охлаждения, и не препятствовать происходящему при этом уменьшению размеров. В противном случае неминуемо появление внутренних напряжений, вызывающих трещины и резко снижающих прочность заготовок, что характерно, например, для литых заготовок с закрытыми коробчатыми полостями и внутренними ребрами, препятствующими свободной усадке. [c.509]

Усталостное выкрашивание (рис. 4.24, б) является наиболее частой причиной выхода из строя колес закрытых передач, работающих в условиях непрерывного смазывания погружением. Выкрашивание начинается обычно вблизи полюсной линии на ножке зуба, где нагрузка передается одной парой зубьев, а скольжение и перекатывание зубьев направлены так, что смазочное масло запрессовывается в трещины и способствует дальнейшему выкрашиванию частиц металла. В передачах, зубья которых имеют невысокую твердость НВ с 350), наблюдается ограниченное или начальное выкрашивание, связанное с приработкой зубьев. При высокой твердости зубьев НВ > 350) явление ограниченного выкрашивания обычно не наблюдается. Здесь образовавшиеся раковины быстро растут вследствие хрупкого разрушения их краев. [c.94]

Ряд исследователей установили, что при уменьшении растягивающей нагрузки, действующей на образец с усталостной трещиной, ее закрытие, т. е, соприкосновение краев, происходит раньше, чем нагрузка достигнет нуля. Номинальное растягивающее напряжение, при котором происходит закрытие трещины, обозначают Озап, а соответствующий коэффициент интенсивности напряжений /Сдак- Если увеличивать растягивающую нагрузку от нуля, то открытие трещины происходит не сразу, а в момент достижения номинальным напряжением некоторого значения Стотк. которому соответствует коэффициент интенсивности напряжений /Сотк- Этим явлением объясняют многие закономерности развития усталостных трещин, поэтому изучение его имеет большое значение. Обычно имеет место равенство Д отк= [c.191]

На рис. 10 представлена зависимость и от коэффициента асимметрии R и максимального в цикле значения коэффициента интенсивности напряжений /Сшах для титанового сплава Ti-6A1-4V, (по данным [29]), Пунктирная линия 5 построена по уравнению Элбера (14). Линии I—-4 соответствуют различным значениям К шах- Видно существование явления закрытия трещины при напряжениях выше Ошт. Однако в отличие от уравнения Элбера здесь обнаруживается четкая зависимость и от /Сдах- При больших змченнях Ктах (35,7— [c.192]

Было исследовано также явление закрытия трещины на образцах из алюминиевого сплава 2219-Т851 различной толщины (2,5—25,4 мм) в сухом аргоне [33]. Испытания проводили при постоянных значениях максимальной нагрузки циша Рщах и коэффициента асимметрии R. Для измерения длины трещины и фиксации момента открытия и закрытия ее использовали электропотенциометриче-ский метод. [c.192]

Большое значение для качественно и количественной характеристики закономерностей развития трещин имеет явление закрытия усталостных трещин (с. 191—196). Формулы (Ш)— (16) и экспериментальные данные, рри-веденные на рис. И—14, необходймы для проведения расчетов деталей на живучесть при эксплуатационных нагрузках. [c.217]

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений ЛК. Однако величина АК, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений АКпф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии. [c.31]

Отметим кратко лишь одно интересное заключение, вытекающее из рассмотрения микромеханизма теплопродукции при скин-эффекте. Совместный результат граничного микроиндукционного и микроем-костного эффектов для микротрещин заключается в значительном увеличении выделения тепла на их стенках по сравнению с окружающей средой. Это явление должно приводить в такого рода условиях одностороннего Теплового расширения к закрытию микро трещин, которое, как можно показать, для узких трещин течет в виде термопластического необратимого процесса. Ясно,что закрытие микротрещин не может не сказаться на прочности металла. [c.209]

В работе [275] представлены материалы Исследования механизма смыкания берегов трещины методом двухступенчатых реплик в технически чистом титане. Оказалось, что смыкание вызвано отклонением траектории трещины и появлением участков сдвигового разрушения. Смыкание трещины препятствует уменьшению коэффициента инт сивности напряжений до минимального значения цикла и происходит не по всей длине трещины, а лишь в отдельных точках ее поверхности. Для изучения этого явления Пеллу и др. [276] использовали электронную фрактографию. Они установили, что в условиях плоской деформации эффекты смыкания в алюминиевых сплавах незначительны. Исследование смыкания берегов трещины в вакууме показало [277], что оно больше, чем на воздухе. Возможно, это связано с большой зоной пластической деформации при вершине усталостной трещины. Известно, что закрь1тие трещины сопровождается распространением крупных усталостных трещин. Оно рассматривается как основной фактор, определяющий влияние коэффициента асимметрии цикла при низких скоростях распространения трещины (da/dN 10 м/цикл), при которых его роль возрастает вследствие уменьшения размаха коэффициента, интенсивности напряжений [278]. Это позволяет предположить, что закрытие трещины должно иметь важное значение в процессе распространения микротрещин в прйпороговой области, причем оно может быть болёе значительным, чем в случае крупных трещин. [c.181]

Ритчи и Сьюреш провели обзор исследований в припоро- ГОБОЙ области разрушения материалов [196]. Они подтвер--ДИЛИ неизбежность возникновения фреттинг-процесса при росте трещины за счет микрошероховатости рельефа излома, формирующегося при совместном действии механизмов Отрыва и поперечного сдвига (схемы I+II). На основе этих представлений была предложена геометрическая модель [197] закрытия трещины с учетом шероховатости излома и явления контактного взаимодействия берегов трещины. В модели учтены геометрические характеристики шероховатости поверхности при расчете коэффициента интенсивности напряжения /Со следующим образом [c.173]

Влажность воздуха также влияет на задержку в развитии усталостной трещины в образцах [16, Бак и др. с. 101 ]. Испытанию на растяжение подвергались плоские образцы из алюминиевого сплава А1 7075-Т651 толщиной 12,5 мм, шириной 100 ми с односторонней трещиной. Коэффициент асимметрии цикла R = == A rain/Л тах =0,1. Результаты испытаний показали, что если при прочих равных условиях в ходе эксперимента перейти от сухого аргона к воздуху с 80-процентной влажностью в качестве окружающей среды, это уменьшит No в 5—6 раз. Такое уменьшение объясняют связью явления задержки с эффектом закрытия трещины при уменьшении нагрузки, так как влаж- [c.200]

Открытые передачи рассчитывают только на изгиб, по той причине, что у них в меньшей степени наблюдается явление выкрашивания зубьев. Открытые передачи масляной ванны не имеют, поэтому меньше подвержены выкрашиванию поверхности зубьев. В закрытых, наоборот, больше наблюдаетсй выкрашивание. Причина — смазка (жидкая) заходит в микротрещины поверхности зубьев и под воздействием внешнего давления расклинивает трещину, что в конечном итоге при работе передачи приводит к выкрашиванию частиц металла. [c.140]

При охлаждении резца после припаивания пластинки, а также в процессе его работы, особенно при больших нагрузках, в пластинке и в стержне резца возникают напряжения, различные по своей величине. В результате этого в пластинке, особенно длинной и тонкой, могут образоваться трещины. Чтобы предупредить это явление, вызывающее в дальнейшем разрушение пластинки, применяют компенсационные прокладки между резцом и пластинкой (фиг. 33). Материал прокладок — малоуглеродистая сталь или пер-малот (железо-никелевый сплав). Толщина прокладки 0,2 ч- 0,5 мм. Чем больше сечение резца, тем толще должна быть прокладка. Отверстия диаметром 1 ч- 2 мм в прокладке должны быть расположены на расстоянии 3 -ь -X- 5 мм одно от другого в шахматном порядке. Компенсационная прокладка должна быть расположена не только под твердосплавной пластинкой, но и у боковой стороны (фиг. 33). При закрытом гнезде прокладка должна [c.97]

Эксплуапшциотые наблюдения регулярные осмотры состояния поверхности откосов (склонов), при необходимости с применением биноклей, с целью выявления новых трещин, подвижек отдельных глыб и нависающих карнизов контроль за состоянием противообвальных и защитных сооружений (подпорных и одевающих стен, анкерных и защитных устройств заполненностью улавливающих траншей и др.) при выявлении начала подвижек и падения скальных обломков необходимо оценить степень опасности этих явлений и принять необходимые меры предупреждения аварийных ситуаций (вплоть до закрытия движения). [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...