Кривая критического разрушени

Кривая критического разрушения 385 [c.393]

Согласно схеме Иоффе, критическая температура хрупкости определяется точкой пересечения двух кривых критического напряжения хрупкого разрушения акр, практически не зависимого от температуры, и температурно-зависимой характеристики — предела текучести От- Из рис. 2.5, а видно, что при Т < 7"кр металл разрушится хрупко, а при Т > Гкр перед разрушением он будет пластически деформироваться. [c.57]

За каждый цикл получаем определенное приращение длины трещины, и в конце концов на каком-то номере цикла диаграмма разрушения достигнет кривой критических нагрузок, в результате чего произойдет быстрое лавинообразное разрушение при соответствующем постоянном напряжении. [c.261]

Представление о соотношении между периодом развития трещины и долговечностью материала в разных областях много- и малоцикловой усталости может быть получено при более детальном рассмотрении кривой усталостного разрушения материалов по стадиям накопления повреждений и роста трещин [27]. В ходе циклического нагружения при постоянном уровне переменного напряжения в материале протекает первоначально процесс накопления необратимой повреждаемости, и при достижении некоторого критического уровня плотности дефектов происходит возникновение начальной поверхности трещины или зоны очага [c.55]

При увеличении глубины надреза кривая напряжение разрушения — температура сдвигается к границе AT, которую ( AT) можно рассматривать как температуру, настолько высокую, что она задерживает распространение трещины. Здесь надрез ие ведет к разрушению — трещина останавливается. Когда длина трещины критическая и величина нагрузки сохраняется примерно-одинаковой, остановки трещины не происходит и выше AT. Это наблюдается, например, в наполненных газом баллонах и трубах. В этом случае разрушение развивается нестабильно — возможно неожиданное (преждевременное) разрушение. Ti САТ-кривая достигает предела текучести точка пересечения называется FTE (критическая температура разрушения при переходе от упругой деформации). Ti. точка пересечения с пределом прочности при растяжении — FTP (критическая температура разрушения при переходе от пластической деформации) [c.100]

Как отмечалось ранее, начало фактического разрушения целесообразно связывать с абсолютной величиной статического подроста трещины Д/, которая в стандарте была установлена равной 0,3 мм на образцах толщиной г не более 30 мм или 0,01 t при толщине образцов более 30 мм. Поскольку разрушению образцов, имеющих диаграмму IV типа, предшествовал устойчивый рост трещины, то критическую величину J-интеграла можно также определить по кривым сопротивления разрушению (J -кривые). Поочередно нагружая до различных последовательно снижающихся уровней серию одинаковых образцов, получаем диаграммы Р— V или P—f, по которым для каждого испытанного образца выделяли пластическую часть (см. рис. 29, г) и вычисляли работу А ., соответствующую пластической части под диаграммой, ограниченной точкой разгрузки. Значение J / для каждого образца вычисляют по формуле [c.102]

Рис. 5. Кривые критической скорости разрушения при fft = 10 и fn— 00 (числа на кривых указывают номера критической формы выпучивания).

Кривая Г = / (о) является предельной кривой остановки развития трещины для данных формы и размеров детали и служит огибающей целого семейства кривых критической температуры хрупкости со стороны высоких температур, и таким образом Г = = Г ,ах. Если температура детали выше критической температуры хрупкости, то ни исходный дефект материала, ни тре[цина не могут самопроизвольно развиваться в трещину быстрого разрушения. Это положение является наиболее надежным определением критической температуры хрупкости. Однако экспериментальное определение этой температуры представляет значительные трудности, так как требуется испытывать специальные образцы на машинах большой мощности. Наибольшая машина такого типа, имеющаяся в ЧССР, развивает растягивающее усилие 7 ООО ООО кГ. Для целей практики критическую температуру хрупкости обычно определяют на малых образцах, испытываемых на изгиб. [c.284]

На кривой 6/(7) также можно выделить характерные участки (рис. 2.1). На первом из них при низких температурах образцы хрупко разрушаются практически без пластической деформации с ростом температуры пластическая деформация при хрупком разрушении резко увеличивается. На втором участке вязкое разрушение характеризуется слабым повышением критической деформации с ростом температуры. Третий участок располагается также в области вязкого разрушения и представляет собой протяженное плато разрушение ОЦК металлов на нем происходит после накопления значительной деформации Ef та 1,5 Ч-З. [c.52]

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

Для анализа критических параметров и характера разрушения материала при длительном статическом и циклическом нагружениях целесообразно суммировать рассмотренные здесь механические и физические особенности процесса разрушения в виде схемы, приведенной на рис. 3.2, где линия 1 соответствует внутризеренному характеру разрушения по механизму, свойственному данному виду нагружения. При этом критические параметры (количество циклов до разрушения Nf при циклическом нагружении или пластическая деформация Zf при статическом нагружении) не зависят от скорости деформирования Кривая 2 соответствует межзеренному разрушению, для которого характерна чувствительность критических пара- [c.153]

Следовательно, при меньшей скорости деформирования критическое состояние материала будет достигнуто быстрее и значения макроскопических параметров разрушения Nf или ef) уменьшатся (рис. 3.2, кривая 2). При внутризеренном накоплении повреждений роль диффузионных механизмов незначи- [c.154]

В результате расчета кривой Ki T) установлено, что в диапазоне температур Т= —196)-ь-20°С реализуется хрупкое разрушение согласно критерию (2.11), причем критическим событием является не силовое условие ai 5с, а условие зарождения острой микротрещины (2.7). Следует отметить, что [c.235]

Прогноз субкритического развития трещины при вязком разрушении во многих случаях, как известно, проводится на основании концепции /д-кривых. Данная концепция весьма формальна и не отражает физической сущности рассматриваемого явления. Так, увеличение сопротивления росту трещины по мере ее развития, выраженное зависимостью Jr AL), связано с неоднозначностью описания НДС у вершины движущейся трещины с помощью /-интеграла реально сопротивление разрушению материала у вершины растущей трещины (критическая деформация е/) остается постоянным. Кроме того, Уд-кривые не инвариантны к схеме нагружения и типу образца, что ставит под сомнение их использование для анализа предельных состояний элементов конструкций с трещинами. [c.266]

На оси ординат полной кривой усталости показаны характерные точки, соответствующие пределу прочности — <тв напряжению верхнего разрыва (верхняя граница малоцикловой зоны) — а напряжению нижнего разрыва (нижняя граница малоцикловой зоны)—о критическому напряжению усталости — Ок, при котором разрушение наступает за Nk циклов пределу усталости (выносливости)— а-й циклическому пределу текучести — а циклическому пределу упругости — о . [c.361]

Здесь верхний предел интегрирования принят равным бесконечности, что соответствует превращению образца в бесконечно длинную и бесконечно тонкую нить. График зависимости о от i по уравнению (19.8.4) представлен на том же рис. 19.8.2. За критическое время теперь можно принять лишь то конечное время, при котором перемещение и напряжение становятся бесконечно большими. Фактически, конечно, разрыв происходит при некотором конечном перемещении, но кривая a — t в конце идет вверх чрезвычайно круто и абсцисса асимптоты дает достаточно хорошую оценку времени до разрушения. Если принять степенной закон ползучести v = Aa , то по формуле (19.8.4) получается [c.674]

На первом режиме пластина работала три цикла, остальные четырнадцать циклов до разрушения пластина простояла на втором режиме, перейдя в критическое состояние на пятнадцатом цикле. Эти кривые могут быть перестроены в координатах I — N, [c.262]

Как уже отмечалось, докритическая диаграмма разрушения определяет долговечность тела с трещиной как время 0, за которое скорость движения концов трещины становится бесконечной. Поэтому, построив докритические диаграммы разрушения для различных начальных длин трещин, легко перейти к критической диаграмме ьо = о(9 )- На рис. 37.3 показаны критические диаграммы разрушения для растягиваемой пластины с трещиной для различных материалов. Нумерация кривых на этом рисунке соответствует рис. 37.1. [c.306]

При повторном циклическом нагружении, когда а изменяется от Отш до Стах, приращение длины трещины может вычисляться интегрированием уравнения (2.25) по длине трещины (от исходной длины трещины /о). На рис. 2.8 по данным Е. М. Морозова схематически представлены результаты таких расчетов в координатах а 1 для двух уровней циклических напряжений (кривая 1). Там же нанесена кривая 2 критических значений разрушающих напряжений и длины трещин, на пересечении с которой кривых 1 роста трещины возникает хрупкое разрушение. [c.37]

Эта формула, полученная Гриффитсом, объясняет упомянутое поведение трещин либо их устойчивое равновесие, либо взрывоподобное, лавинообразное распространение. На рис. 12.15 по формуле (12.34) построена кривая Сткр = / ( kp)i называемая кривой критического разрушения. [c.385]

Кривая 7 р=/(/,р) называется кривой критического разрушения. Если при данной длине трещиньГ /=/о и на- [c.398]

Кривая разрушения также следует из зависимости (5.17), которая дает семейство таких кривых, заканчивающихся на кривой критических состояний и представленных на рис, 5. Преобразуя уравнение (5.45) можно привести его к форме, вытекающей из результатов многочисленных экспериментальных данных и предложенной в работе [55] [c.250]

В.М. Маркочев [307] разработал методику расчета конструктивных элементов на прочность при наличии малых трещин. Предложенный метод базируется на построении кривой критических номинальных напряжений в детали, исходя из предела прочности материалу Од и действительной вязкости разрушения определенной [c.195]

Так, для сплава Д16Т (рис. 4.13, а) верхние ветви диаграмм для образцов шириной 100 и 200 мм так же сливаются, как и нижние. У сплавов же Д16Т1 и В95 кривая критических напряжений для образцов шириной 100 мм лежит существенно выше, чем для образцов шириной 200 мм (рис. 4.13,6 и в). Под критическим напряжением и критической длиной трещины обычно понимают переход к нестабильности разрушения, определяемый по ординате и абсциссе конечной точки экспериментальной диаграммы разрушения. Однако поскольку координаты этой точки существенно зависят от податливости нагружения, целесообразнее критическими считать напряжение и длину трещины при максимальной нагрузке на диаграмме разрушения. Для материалов с относительно малой локальной пластичностью диаграмма разрушения обычно не имеет спада, т. е. разрушение происходит при максимальной нагрузке. [c.197]

Кривые критической температуры сварных соединений, выполненных под слоем шлака, отличаются от соответствующих кривых для основного материала, испытания микрообразцов показывают значительное понижение (до 40%) местной вязкости материала в переходной зоне сварного соединения. Небольшие дефекты сварного соединения не оказывают влияния на прочность и предельную деформацию деталей. Несмотря на то, что трещина быстрого разрушения при испытаниях начиналась в месте резкого перехода у сварного шва, распространение трещины всегда происходило по основному материалу, а не по переходной зоне сварного шва. Это означает, что прн используемой технологии сварки средняя энергия, необходимая для образования единицы поверхности излома в переходной зоне, больше соответствующего значения для основного материала. Конструктивная вязкость и статическая прочность сварного соединения оказались близкими к основному материалу. При описываемых испытаниях образцы были отожжены для устранения остаточных напряжений. [c.369]

Рис. 2.10. Зависимость критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации а, б — для стали 15Х2НМФА, в —для стали 15Х2МФА [кривые соответствуют значениям S для стали в исходном состоянии точки — значениям S для стали с предварительной циклической деформацией (а, б)

Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрт.шу 5от (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации о.,. (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разруи1аться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях меньших, чем предел текучести. Точка / пересечения кривых и а,., соответству-юп ан температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости или порога хладноломкости (/п. х)- Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор). [c.53]

С приближением напряжений к пределам выносливости развитие трещин вступает в критическую фазу (кривая 2) микротрещины, прогрессивно расщиряясь, превращаются в макротрещины (полузачерненные точки), которые приводят к разрушению (черные точки на кривой 3). Практический предел нагружаемости лежит несколько ниже кривой 2, которая в зависимости от свойств и кристаллического строения металла соответствует напряжения.м, равным 0,8 —0,9 разрушающего напряжения. [c.278]

Влияние несимметричности реакций фарадеевское выпрямление) наблюдается особенно часто при вызываемой переменным током коррозии пассивных металлов (в основном, по определению 1 в гл. 5). Показано, что нержавеющие стали корродируют под действием переменного тока [4], алюминий в разбавленных растворах соли разрушается при 15 А/м на 5 %, а при 100 А/м на 31 % по отношению к разрушениям, вызванным при 100 А/м постоянным током той же силы. Феллер и Рукерт [4] изучали воздействие наложения переменного тока (1 В, 54 Гц) на постоянный на никель в 1 и. H2SO4. Оказалось, что на потенцио-статических поляризационных кривых полностью исчезла пассивная область, а высокая плотность анодного тока сохранялась во всей области положительных потенциалов. Чин и Фу [5] отметили аналогичное поведение мягкой стали в 0,5т N82804 при pH = 7. Плотность пассивирующего тока возрастала с повышением плотности наложенного переменного тока, достигая при плотности тока 2000 А/м и частоте 60 Гц критического значения (отсутствие пассивной области). Они нашли также, что при плотности переменного тока 500 А/м потенциал коррозии снижался на несколько десятых вольта, одновременно в отрицательную сторону сдвигалась и область Фладе-потенциала, но [c.209]

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]

Рассмотрим условия, опреде.пяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины и до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный трещиноподобный дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск на размер не-обиаружпваемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов иитеисивиости напряжений (Кс или Я/с) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций я елательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов. [c.272]

Для соответствующих предельных состояний (хрупкого и квазихрупкого) по данным о критических напряжениях ак для образцов с надрезом (кривая 2) производят вычисление критических напряжений для элемента конструкции. В области А при вычислениях в качестве критерия разрушения используют критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Ки или раскрытия трещины бк- Определение для температуры Т = — Тэ величин Стк при известном Ki проводится по уравнениям (2.9) линейной механики разрушения (ЛМР) и температурным зависимостям Ki типа (3.4). В области Б (нелинейная механика разрушения — НЛМР) в качестве критерия разрушения используют критическое напряжение Стк, зависящее от температуры Т [по уравнению (3.6)], размеров сечения [по уравнению (3.7)] и размеров трещины [по уравнению (3.8)]. Величины КгеП [c.66]

Обобщенная диаграмма усталости приведена на рис. 19, где AB — кривая выносливости (кривая Велера). При напряжениях ниже длительного предела выносливости микротрещнны не развиваются. А В С — линия начала появления субмикроскопи-ческих трещин и А С — линия начала образования микротрещин или линия необратимой повреждаемости (линия Френча). При критическом напряжении усталости разрушение про- [c.82]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...