Раскрытие трещины критическое

Рисунок 4.18 - К обоснованию определения предельной плотности энергии деформации W у края трещины (надреза) по данным стандартных испытаний образцов на растяжение При наличии надреза W зависит от коэффициента концентрации напряжений, но не зависит от размера образца. Как показали исследования, при наличии надреза (или трещины) плотность энергии предельной деформации может быть выражена через критическое значение J - интеграла (или раскрытие трещины) в виде

Рис. 3.18. Образец для определения критического раскрытия трещины

Оценка материала по предполагает идеально упругое разрушение, в то время как бс этого не предполагает. Для оценки квазихрупкого разрушения с помощью в упругое решение приходится извне, в виде дополнительных предположений, вво- дить область пластических деформаций с целью учета свойств материала при пластическом течении и его реального поведения у вершины трещины. В то же время учет пластичности органически присущ теории критического раскрытия трещины бс. [c.137]

В качестве критерия разрушения примем критерий критического раскрытия трещины, полагая, что этот критерий справедлив в каждый момент времени для растущей трещипы [c.314]

В связи с этим для мягких малоуглеродистых сталей имеет значение оценка их сопротивления распространению трещин при номинальных напряжениях, достигающих и превышающих предел текучести, т. е. при достижении предельных состояний на стадии общей пластичности. При хрупких состояниях этих сталей, для которых ак<0,8 Стт, используют приближенные выражения (2.16) и (2.19), связывающие критические напряжения и критическое раскрытие трещины для стадии инициирования быстро протекающего разрушения. Для квазихрупкого состояния, для которого критические значения номинальных напряжений приближаются к пределу текучести От, используют более полные выражения (2.20) и (2.21) с учетом ограниченной ширины пластины типа б (см. рис. 3.11), испытываемой на растяжение. Выражения (2.19) и (2.23) позволяют по раскрытию тре- [c.57]

Измерение раскрытия трещины осуществляется датчиками перемещений, как показано на рис. 3.14 для растяжения а) и изгиба (б). На упругих элементах датчика перемещений размещены тензометры электрического сопротивления, позволяющие непрерывно измерять и записывать диаграммы зависимости раскрытия трещины от нагрузки и тем самым определять критические значения, соответствующие началу быстрого роста раскрытия, т. е. возникновению неустойчивого состояния. [c.58]

Распространенным и более простым способом определения критического раскрытия трещины является испытание на изгиб плоских образцов типа в (см. рис. 3.11), толщина которых равна толщине листа, а высота В принимается равной 2Я. [c.58]

Для определения критических напряжений привлекаются также характеристики раскрытия трещин, экспери- [c.63]

Для оценки трещиностойкости пластичных материалов в некоторых случаях применяется критерий бс — критическое раскрытие в вершине трещины. Этот критерий определяет способность металла к пластической деформации в зоне трещины. Измерение критического раскрытия трещины (КРТ) проводится с использованием специальных приспособлений и характеризуется определенными методическими трудностями. Кроме того, в отличие от величины являющейся основной и постоянной характеристикой материала, б лишь сравнительная характеристика. Поэтому б< дает меньше информации о трещиностойкости материала. [c.137]

Коэффициент интенсивности напряжений ,е, величина критического раскрытия трещины бо или /-интеграл определяются с помощью жестких машин растяжения, оснащенных специальными устройствами. Общий вид испытательного комплекса показан на - фото 1 [237]. Установка [c.138]

Рис. 8.5. Схемы рабочих частей образцов Для испытания на критическое раскрытие трещины.

Рис. 8.11. Схема установки на образец датчика смещения при определении критического раскрытия трещины.

Для определения критического раскрытия трещины 6д применяется датчик смещения, схема установки которого на образец показана на рис. 8.11. В соответствии с методическими указаниями [2281 рекомендуется устанавливать два подобных датчика на различных расстояниях от вершины трещины. Возможно определение бд с помощью одного датчика, расположенного на расстоянии а от вершины трещины. При этом критическое раскрытие треп ины определяют по формуле [c.144]

Критическое раскрытие трещины 8, 137, 138, 140, 143, 144. [c.207]

Ранее отмечено, что разрушающее растягивающее напряжение малоуглеродистых сфероидизированных сталей с увеличением содержания цементита уменьшается, тогда как разрушающее напряжение сталей со средним и высоким содержанием углерода по существу не зависит от содержания углерода. Разрушающее напряжение и вязкость разрушения конструкционных сталей связываются с критическим раскрытием трещины и расстоянием между неметаллическими включениями. Основной вывод состоит [c.90]

Дальнейшие исследования по разработке новых подходов к механике разрушения направлены на установление определенной корреляции между характерными критическими размерами пластической зоны с такими параметрами, измерение которых не представляет трудностей. Такой подход особенно важен для конструкционных материалов, способных образовывать значительную пластическую зону в вершине концентратора. С этих позиций были созданы предпосылки [26, 27] для измерения критического раскрытия в вершине трещины. Практическая ценность измерения величины раскрытия трещины состоит в том, что указанная величина может быть установлена на образцах с толщинами, применяемыми на реальных элементах конструкций. В этом случае анализ напряженного состояния в условиях развитой пластической деформации дает зависимость раскрытия трещины от приложенного напряжения и длины трещины в виде [c.28]

Рис. П. Определение критического раскрытия трещины по диаграмме нагрузка — смещение.

Предложена модель развития усталостной трещины, которая при наличии таких свойств материала, как предел текучести, прочности, критическое раскрытие трещины, критический коэффициент интенсивности напряжений, постоянные уравнения Мэнсона — Коффина позволяет рассчитать скорость роста усталостных трещин при постоянном уровне нагружения. [c.429]

В работе [ ] новрежденность у вергпппы трещины исследовалась па основе концепции эффективных пластических деформаций. Было установлено, что размер пластической зоны зависит от величины раскрытия трещины, критической деформации рекристаллизации и деформации в момент образования зоны новрежденности. [c.253]

Критерий Леонова-Панасюка. Этот критерий является деформационным, определяющим достижение предельног о состояния при исчерпании пластичности у края трещины. Ее определяют по величине критического раскрытия трещины. Критерий базируется на следующих предпосылках [c.295]

Аналогичная концепция развивалась позднее А.А. Веллсом. Критерий критического раскрытия трещины эквивалентен 0, в пределах применимости линейной механики разрушения. В условиях упругопластического поведения материала с трещиной предельное раскрытие трещины 5с, при котором наступает нестабильность разрушения, зависит от стеснения пластической деформации на фронте трещины и поэтому связь между и более сложная и пока не установлена. [c.296]

В настоящее время для качественной оценки способности материала тормозить развитие магистральной трещины существует достаточно больпюй набор экспериментальных методов и соответствующих характеристик материала (точнее, образца из пего). Здесь будут рассмотрены несколько таких характеристик, представляющих не только качественный (для сравнения и выбора материалов и технологий), но и расчетный интерес. Последнее означает, что но такой характеристике возможно, на основании соответствующих критериев разрушения, вести расчеты па прочность с определением требуемых коэффициентов запаса. Эти характеристики (называемые характеристиками трещиностой-костп) Кс, Ки — критические коэффициенты интенсивности на-пря/кений при плоском напряженном состоянии и объемном рас-тя кении (в случае плоской деформации) бс — критическое раскрытие трещины в вершине (разрушающее смещение) Лс — упругопластическая вязкость разрушения h — предел трещино-стойкости. [c.123]

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Дпя некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости 5 — критическое раскрытие трещины и — критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 5 основан на раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного Jj,-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упругопластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу [R ]. сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др. [c.81]

Анализ несущей способности сварных соединений с дефектом на границе сплавления мягкого и твердого металлов в условиях квазихрупкого разрушения для случая плоской деформации выполнен с применением критического раскрытия трещины 8 . Согласно дгшному алгоритму, полосы локальной текучести заменяли дополнительными разрезами, к берегам которых прикладывали нормальные и касательные напряжения aj, и что позволило свести упругопластическую задачу к упругой. Причем в упругой задаче концентратор представлен в виде щели с дополнительными прорезями в вершине (рис. 3.15). [c.97]

Критическое раскрытие трещины (характеристику материала) для металла сварного шва получали при испытании образцов на вне центреиное растяжение (рис. 3.18). [c.105]

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]

Роль окружающей среды в протекании процесса пластической деформации у вершины трещины проявляется через концентрацию водорода, которая возрастает в непосредственной близости к этой вершине. Это наиболее близкая к реальной ситуации схема повреждения материала, которая используется для описания влияния агрессивной среды на ускорение процесса разрушения. В соответствии с соотношением (2.23) критическое раскрытие трещины уменьшается при увеличении интенсивности воздействия среды в момент перехода к нестабильному разрушению. Вместе с тем распространение усталостной трещины в коррозионной среде сопровождается ее ветвлением как по телу зерна, так и по границам зерен или иным структурным элементам [94]. Предельное состояние наступает одновременно но нескольким локальным вершинам трещины в каждом сечении вдоль всего ее фронта. В этой ситуации предельное состояние достигается при существенно иной интенсивности напряженного состояния материала, чем без ветвления мезотрещин вдоль макровершины трещины. [c.115]

Допустимая степень взаимодействия компонентов в системах третьего класса зависит от многих других характеристик композита. Одна из важнейших характеристик — сопротивление распространению каждого конца трещины в реакционной зоне, поскольку оно определяет величину раскрытия трещины, а следовательно, и создаваемую трещинами концентрацию напряжений. Согласно всем имеющимся данным, допустимая длина трещины в системе титан — бор увеличивается с ростом предела упругости титановой матрицы. Однако если волокно не абсолютно упруго, а обладает определенной пластичностью, то критическая длина трещины может быть много больше. Значит, много больше может быть и толщина реакционной зоны. Соответствующий пример, относящийся к системе псевдопервого класса, имеется в работе Джонса [23], который исследовал композиты алюминиевый сплав 2024 — нержавеющая сталь. Хотя на большинстве образцов взаимодействия не наблюдалось, в нескольких случаях на малоугловом шлифе была обнаружена третья фаза вокруг волокон. Один из таких образцов, где хорошо видна образующаяся при реакции фаза, изображен на рис. 5. Фазу пересекают многочисленные, регулярно располо- [c.22]

В настоящее время большое значение приобретает деформационная характеристика металла—критическое раскрытие трещины (КРТ). В работе [27] показаны возможные области применения критерия раскрытия трещины. Рассматривая диаграмму растяжения материалов (рис. 10), Никольс [27] считает, что при нагрузках до начала об- [c.31]

В силу накопления повреждений скорость, с которой рассматриваемый элемент материала проходит пластическую зону, приведена в таком виде, чтобы при достижении вершины трещины осуществился критерий (8). Для подобного развития данного критерия необходимо ввести одно соотношение между долговечностью N л уровнем нагружения, выраженное в данной модели через критическое раскрытие трещины (КРТ). Аналогично выражению Мэнсона — Коффина (РТ пропорционально средней пластической деформации) можно использовать соотношение вида [c.211]

Для циклически разупрочняющейся при низкой температуре стали 10ГН2МФА замерено [4] критическое раскрытие трещины бкр в момент разрушения при 153 К, статическом и циклическом нагружениях и показано, что при циклическом нагружении бкр = = 0,0355 мм, а при статическом разрушении образца б,ф = = 0,031 мм. [c.246]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...