Разрушение течения

В момент времени t = 1 в течении наступает градиентная катастрофа, потенциальное течение разрушается. На рис. 9 показано распределение скорости в простой волне от начального момента t = О до разрушения течения. Форма стенки (рис. 10, 11) меняется со временем так же, как в случае / =. [c.158]

Действительно, соотношение (8) весьма убедительным образом было подтверждено экспериментально для самых разнообразных жидкостей и газов ). Как показано на рис. 8, разрушение течения Пуазейля в трубах для воздуха, воды и многих других жидкостей наступает при одном и том же числе Рейнольдса. При числах Маха, меньших М = 0,3, коэффициенты [c.142]

Разрушение течения 167 Разрыв 18 [c.726]

Прп умеренных величинах деформаций, предшествующих разрушению, течение можно считать изотропным. [c.285]

Для определения прочности при статических нагрузках образцы испытывают на растяжение, сжатие, изгиб и кручение. Испытания на растяжение — обязательны. Прочность при статических нагрузках оценивается временным сопротивлением а и пределом текучести СГ - о — это условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца — напряжение, при котором начинается пластическое течение металла. На рис, 1.4 представлен типовой образец прямоугольного сечепия для испытаний на растяжение. [c.9]

Возникновение локальных пар окалина—металл имеет большое практическое значение для коррозионной стойкости стальных конструкций не только в морской воде. Так, понтоны сплоточных машин, изготовленные из листов низкоуглеродистой стали без предварительного снятия окалины, за работу в течение двух навигаций на Северной Двине подверглись значительной местной коррозии с глубиной отдельных язв до 1,5—2 мм. Причиной этого быстрого коррозионного разрушения металла понтонов, как установил М. Д. Мещеряков, явилось наличие на стали окалины. В результате повреждения окалины в отдельных местах возникли гальванические пары, в которых роль катода играла окалина, а роль анодов — отдельные свободные от окалины участки металла. Большая катодная поверхность (покрытая окалиной) и сравнительно малая поверхность анодов (участков, свободных от окалины) и приводит к усиленному анодному растворению металла в местах с удаленной или поврежденной окалиной. [c.400]

За последние десятилетия понятие прочность конструкций подвергалось существенному переосмыслению и в настоящее время не может быть строго сформулировано без использования противоположного понятия разрушение . По существу под прочностью конструкции понимается ее способность противостоять разрушению при всех возможных режимах нагружения в течение всего периода эксплуатации. [c.4]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

Отметим, что при построении различных моделей разрушения и формулировке критериев хрупкого разрушения во многих случаях исходят в общем из априорного постулирования преобладающего значения того или иного процесса. Так, например, в работах [149, 150] предполагалось, что критическое напряжение хрупкого разрушения 5с в поликристаллических материалах с различной структурой при разных температурно-деформационных условиях нагружения определяется только одним условием — переходом зародышевых микротрещин к гриффитсов-скому (нестабильному) росту. Условия распространения микротрещины как через границы зерен, так и через любые другие барьеры, возникающие при эволюции структуры в результате пластического течения, игнорировались. При этом сделана попытка объяснить увеличение S с ростом пластической деформации гР уменьшением длины зарождающихся в процессе деформирования микротрещин за счет уменьшения эффективного диаметра зерна [149, 150]. Такая модель не позволила авторам удовлетворительно описать зависимость S eP), что привело их к выводу о существенном влиянии деформационной субструктуры на исследуемые параметры. Следует отметить, что, рассматривая в качестве контролирующего разрушения только процесс страгивания микротрещины и не учитывая условия ее распространения, практически невозможно предложить разумную концепцию влияния пластической деформации на критическое напряжение S . [c.61]

Такая формулировка связана со следующими обстоятельствами. Известные дислокационные модели зарождения микротрещин [4, 25, 170, 247] показывают, что они возникают при некотором критическом значении локальных напряжений в голове дислокационного скопления. Это соответствует критическому значению эффективного напряжения = Эффективное напряжение здесь определяется равенством a ff = ai — оо, в котором величина Оо есть так называемое напряжение трения, являющееся суммой напряжений Пайерлса—Набарро и сопротивления скольжению, обусловленного взаимодействием дислокаций с примесными атомами, точечными дефектами и исходными дислокациями [170]. Иными словами, оо есть напряжение, соответствующее началу пластического течения в зерне. С другой стороны, как известно, при температуре нулевой пластичности Т = = Tq условие наступления пластического течения (2.3) есть одновременно и условие разрушения сг/ = От(7 о) [170, 222]. Очевидно, что в данном случае выполнено условие зарождения микротрещины, и, следовательно, справедливо равенство [c.67]

Как указывалось в разделе 4.2, условие страгивания тре-Ш.ИНЫ, определяющееся трещиностойкостью материала Кс, существенно зависит от температуры и скорости нагружения. Поскольку КИН однозначно связан с интенсивностью высвобождения упругой энергии G, то трещиностойкость материала может быть выражена через этот параметр механики разрушения. При локализованном пластическом течении у вершины трещины диссипацию энергии пластического деформирования (необходимого для обеспечения условий зарождения хрупкого разрушения) можно добавить к энергии, необходимой для образования новой поверхности трещины, что равносильно переходу к исследованию упругого тела, для которого условие страгивания трещины определяется из уравнения G = Ge [253]. [c.242]

В данном разделе предложена методика численного расчета субкритического и закритического вязкого роста трещины при статическом и импульсном нагружениях. Методика основана на применении МКЭ в квазистатической и динамической упруго-пластической постановке с использованием теории пластического течения и параметра нелинейной механики разрушения — интеграла Т. Она позволяет контролировать развитие трещины при вязком разрушении с учетом неоднородных полей ОН, разнородности материала конструкции по механическим свойствам, реальной геометрии конструкции и ее формоизменения в процессе деформирования. Моделирование трещины осуществляли путем дискретизации полости трещины специальными КЭ (см. подразделы 4.1.3 и 4.3.1). Также излагается предложенный экспериментально-численный метод определения параметра /i материала, отвечающего страгиванию трещины. [c.254]

Коррозионному разрушению подвержены чаще всего нагартован-ные тонкостенные штампованные изделия при совместном воздействии внутренних напряжений и внешней коррозионной среды. Коррозионное растрескивание может быть предотвращено отжигом латуни после нагартовки при 300° С в течение 1 ч. [c.294]

Усталостному разрушению подвержены все подшипники, у которых при работе по крайней мере одно из колец вращается под нагрузкой непрерывно и в течение длительного времени. Поэтому долговечность для подавляющего большинства подшипников является основным критерием работоспособности. На основании большого количества опытов установлена связь между динамической грузоподъемностью С, приведенной или эквивалентной нагрузкой Р и долговечностью подшипников [c.439]

Ползучесть. При высоких температурах существенное значение имеет явление ползучести материалов (крип), заключающееся в росте пластической деформации с течением времени при постоянном напряжении, не вызывающем пластических деформаций при кратковременном действии нагрузки. В зависимости от величины напряжения и температуры деформация, происходящая в результате ползучести, может либо прекратиться, либо продолжаться до разрушения материала. [c.114]

Рассмотрим жестко-идеально-пластическую конструкцию, остающуюся жесткой при нагрузках Р . Определим коэффициент нагрузки к для пластического разрушения следующим образом пластическое течение становится возможным при нагрузке ЛЯц, но оно невозможно при нагрузках при К <К. Фундаментальные теоремы теории предельного равновесия дают экстремальные характеристики для коэффициента нагрузки Х. [c.18]

Коэффициент нагрузки при пластическом разрушении определяется как коэффициент (> 1) увеличения заданной безопасной нагрузки р х) до величины, при которой возникает пластическое течение балки. На основании кинематической теоремы теории предельного равновесия [29] коэффициент [c.103]

Коррозионная усталость часто бывает причиной неожиданного разрушения вибрирующих металлических конструкций, рассчитанных на надежную работу в воздушной среде при нагрузках ниже предела выносливости. Например, неточно центрированный вал гребного винта на судне будет нормально работать до тех пор, пока не появится течь и участок вала, выдерживающий максимальные знакопеременные нагрузки, не окажется в морской воде. Тогда в течение нескольких дней могут образоваться трещины, из-за которых вал быстро разрушится. Стальные штанги насосов для откачки нефти из буровых скважин имеют ограниченный срок службы ввиду коррозионной усталости, возникающей в буровых водах. Несмотря на применение высокопрочных среднелегированных сталей и увеличение толщины штанг, разрушения этого типа приносят миллионные убытки нефтяной промышленности. Металлические тросы также нередко разрушаются вследствие коррозионной усталости. Трубы, по которым подаются пар или горячие жидкости, могут разрушаться подобным образом, вследствие периодического расширения и сжатия (термические колебания). [c.157]

В испытаниях, проводившихся в течение пяти лет в Великобритании, технически чистый алюминий был сильно поврежден питтингом в четырех разных грунтах (глубина язв от 0,1 до >1,6 мм), но в пятом грунте разрушения практически не было [10]. [c.184]

Аналогичные явления известны для серебра. При нагревании на воздухе оно также растворяет кислород. Если затем нагревать его в водороде свыше 500 С, в нем появляются пузыри или оно теряет пластичность. Механизм этого явления аналогичен механизму водородной болезни меди. Серебро, не содержащее кислорода, будучи выдержано при 850 С в атмосфере водорода в течение 1 ч, не охрупчивается и не разрушается. Однако, если сразу за нагреванием в водороде следует нагревание на воздухе при той же температуре, потеря пластичности все же происходит, хотя и не столь значительная, как при нагревании в водороде серебра, содержащего Oj [49]. Часть растворенного водорода улетучивается прежде, чем в серебро продиффундирует кислород, поэтому степень разрушения снижается. Золото и платина не подвержены разрушению при нагревании в водороде, так как кислород в них практически не растворяется. [c.203]

В атмосфере эмалированные стали служат в течение многих лет (корпуса бензонасосов, рекламные щиты, декоративные строительные панели и т. д.). Для них основным видом разрушений является образование в покрытии сетки трещин, через которые проступает ржавчина. Эмали используются также для заш.иты от газов при высокой температуре (например, в выхлопных трубах самолетов), и, как было показано испытаниями Бюро стандартов, имеют продолжительный срок службы в грунтах. [c.243]

Некоторые котлы оборудуются индикатором хрупкости, с помощью которого можно непрерывно контролировать качество химической обработки воды, выявляя потенциальную способность воды вызывать коррозионное растрескивание под напряжением (рис. 17.3) [21, 22. Для этого испытывается образец из пластически деформированной котельной стали. Образец находится в напряженном состоянии, которое создается отжимным винтом. Положением винта регулируется слабый ток горячей котловой воды к участку образца, который испытывает наибольшее растягивающее напряжение. На этом же участке вода испаряется. Считается, что котловая вода не вызывает хрупкости стали, если образцы не подвергаются растрескиванию в течение 30-, 60-и 90-дневных испытаний. Проведение таких испытаний является достаточной мерой предосторожности, так как у пластически деформированного образца склонность к растрескиванию более выражена, чем у какого-либо участка котла. Благодаря этому можно при необходимости откорректировать режим подготовки воды, не допуская разрушения котла. [c.282]

Степень сенсибилизации для данной температуры и времени сильно зависит от содержания в сплаве углерода. Нержавеющая сталь 18-8, содержащая 0,1 % С или более, может быть заметно сенсибилизирована при нагревании в течение 5 мин при 600 °С. В то же время аналогичная термическая обработка сходной стали, содержащей 0,06 % С, оказывает меньшее воздействие, а при содержании углерода 0,03 % сталь не подвергается заметным разрушениям при выдержке в умеренно агрессивных средах. Чем выше содержание никеля в сплаве, тем меньше времени требуется для сенсибилизации при данной температуре. Легирование сталей молибденом увеличивает это время [13]. [c.304]

Вообще говоря, течение, деформирование и разрушение, твер-ДЫХ Тс Л ДОЛЖНО быть пред.метом некоторой статистики. Однако имеется различие в статистическом описании пластического течения и хрупкого разрушения. Течение характеризуется некоторыми осредненными значениями деформаций и скоростей деформаций. Поэтому феноменологический подход, основанный на концепции сплошной среды, позволяет удовлетворительно описать пластическое деформирование. Иначе обстоит дело с хрупким разрушением. Модель сплошной среды применима, пока речь идет об отыскании поля напряжений до момента, предшествующего разрушению. Но эта модель оказывается недостаточной, чтобы судить о прочности. Если сопротивление пластичных материалов описывается удовлетворительно средними значениями локальных сопротивлений, то сопротивление хрупких материалов характеризуется крайними членами вариационного ряда локальных сопротивлений. [c.36]

Из всех перечисленных видов разрушения поверхности зубьев наиболее изучено выкрашивание. Это позволило выработать нормы допускаемых контактных напряжений, устраняющих выкрашивание в течение заданного срока службы. Расчеты по контактным напряже-пням, предупреждаюш,ие выкрашивание, получили широкое распространение. [c.108]

В низкоуглеродистых сталях и других деформационно стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. Важность деформационного старения подтверждается так называемым эффектом тренировки образец в течение длительного времени подвергают циклическому нагружению при напряжениях ниже предела выносливости, после чего его усталостная долговечность существенно повышается благодаря увеличению напряжения течения в результате деформационного старения. Ранее считалось, что предел выносливости является характери-ристикой, отражающей сопротивление материала зарождению разрушения (т. е. зарождению усталостной трещины). В настоящее время взгляд на предел выносливости несколько трансформировался. Показано, что усталостная трещина может зарождаться и прорастать через поверхностные слои образца при напряжениях меньше предела выносливости, но не развивается в глубь образца и не приводит к разрушению [263, 423]. Таким образом, наличие предела выносливости не является следствием невозможности зарождения трещины, а скорее неспособности ее распространения в материале при данном уровне напряжений [152]. Данная закономерность позволяет связать предел выносливости с пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений AKth, характеризующим отсутствие развития трещины при АК < А/Сгл- Указанный подход был нами использован при прогнозировании влияния асимметрии нагружения на предел выносливости. Подробное изложение полученных по данному вопросу результатов будет приведено в подразделе 4.1.4. [c.128]

Следует отметить, что при использовании уравнения (3.24) имеются ограничения, касающиеся случая, когда яам д и х(сгт) = = sign((Tm), из (3.22) в случае От < О имеем 6S < 0. Поскольку о, > О, 60i > О и 5н > О, а 6Sh = —6S, из (3.1) следует, что 0 > 0. Таким образом, при От < О потеря микропла-стической устойчивости невозможна. В данной ситуации критическая деформация и время до разрушения будут определяться условием среза перемычек между порами. Поскольку потеря микропластической устойчивости при От <С О отсутствует, то рост пор до момента среза перемычек будет стабильным, происходящим только при увеличении нагрузки и соответственно деформации. Подчеркнем, что при реализации потери микропластической устойчивости идет дальнейший, но нестабильный рост пор (без увеличения нагрузки и макродеформации) до того момента, пока не произойдет среза перемычек между порами [222]. Разделение металла при срезе происходит вдоль линий скольжения (локализация течения), т. е. данный процесс контролируется сдвиговыми напряжениями или в многоосном случае интенсивностью напряжений о . Следовательно, в качестве критерия среза перемычек в первом приближении можно принять условие аГ = ав, где оГ —напряжение в перемычке (среднее по всем перемычкам), аГ =(o,-/(l—S) Ов — временное сопротивление. Таким образом, при От <С О критерием образования макроразрушения является условие аГ = Ов. [c.166]

Борьбу с точечной коррозией ведут различными путями применяют металлы высокой чистоты, так как интерметаллическне и другие включения часто являются очагами, где возникает точечное разрушение металла. На рис. 126 показана зависимость л бlI-ны коррозионных точек от степени чистоты алюминия при испытании в растворе, содержащем 50 г/ж НаС1, в течение пяти суток. [c.162]

Механическая прочность силикатных цементов с течением времени возрастет. Это явление объясняется длительностью процесса обезвоживания геля кремневой кислоты. При замене натриевого жидкого стекла калийным улучшаются свойства цементов в условиях воздействия растворов серной кислоты и сернокислых солей. При применении натриевого стекла возможно образование многообъемнетых осадков, которые вызывают чрезмерные напряжения в конструкции, приводящие к разрушению футеровки. [c.458]

В противоположность первым стадиям возникновения внутризерениых и межзеренных трещин, развивающихся в течение длительного времени, окончательное разрушение наступает внезапно и носит характер хрупкого излома. [c.291]

Таким образом, небольшие колебания режима вызывают в этой области значительные смещения вала, которые легко переходят в циклические вихревые движения. При возникновении вихрей ламинарное течение масла становится турбулентным, в связи с чем резко возрастает трение и тепловыделение в подшипнике. В масляном слое возникают кавитацион-. ные процессы, приводящие к разрушению материала додшипника. [c.341]

Подбор подшипников по динамической грузоподъемности С. Динамической грузоподъемностью радиальных и радиально-упорных подшипников называется такая радиальная нагрузка, которую каждый подшипник (из группы одинаковых подшипников) при неподвижном наружном кольце сможет выдержать в течение 1 млн оборотов внутреннего кольца. Динамическая грузоподъемность зависит от типа и размеров подшипникав от величины, направления и характера приложения действующих нагрузок от температурного р жима и других условий работы подшипников она ограничивается появлением признаков усталостного разрушения рабочих поверхностей тел и дорожек качения, т. е. долговечностью подшипников. [c.439]

Особенно резко изменение внешнего давления проявляется при малом давлении подачи (см. рис. 3.19, в). Искажение поля течения настолько велико, что на внешней части проницаемой оболочки вблизи лобовой точки появляется 3a6noKHj BaHHaH для охладителя область, ограниченная застойной изобарой р = 0,990. Через эту область охладитель не проходит - он обтекает ее в поперечном направлении. Эта зона доступна для проникновения высокотемпературного газа из внешнего потока, что может вызвать разрушение (расплавление) матрища. [c.74]

По мере движения потока происходит быстрая активация центров парообразования. Количество паровых микроструй резко увеличивается и они заполняют все более мелкие поровые каналы. Жидкостные пробки уменьшаются, при этом основная часть жидкости движется в виде постепенно утоняющейся микропленки, которая обволакивает частицы каркаса и заполняет отдельные тупиковые поры. Скорость пара непрерывно возрастает. Вследствие резкого сужения и искривления каналов, прорыва пара в каналы при образовании пузырьков в заполненных ранее жидкостью порах происходит непрерывное разрушение и образование тонких жидкостных перемычек. Затем микропленка жидкости на стенках каналов постепенно испаряется и утоняется, жидкостные перемычки также уменьшаются и разрушаются. Высокоскоростной поток пара сначала уменьшает жидкостную микропленку по поверхности частиц, а затем распределяет по углам поровых каналов в области контакта частиц и тем самым препятствует сворачиванию микропленки под действием капиллярных сил и давления на локальных местах ухудшенной смачиваемости до полного ее испарения, чем достигается очень малая толщина микропленки жидкости перед завершением ее испарения. Давление в двухфазном потоке быстро понижается, а вместе с ним понижается и температура его паровой фазы, которая на любой стадии течения двухфазного потока равна локальной температуре насыщения. [c.82]

Аналогичная кривая зависимости времени до растрескивания от потенциала для углеродистой стали в 35 % NaOH при 85— 125 °С (щелочная хрупкость) приведена на рис. 7.7. Так как потенциал коррозии равен —0,90 В, КРН не наступает в течение 200 ч и более, пока не появится растворенный О2 или другой окислитель типа РЬО, который сдвинет потенциал коррозии в максимально опасную область, около —0,71 В. В этом случае как анодная, так и катодная поляризация увеличивают время до разрушения. [c.143]

Механическая обработка усиливает склонность к КРН аусте-нитных нержавеющих сталей, и можно предположить, что радиация вызовет аналогичные изменения. В опытах Дэвиса и др. (651 нержавеющая сталь 316 (17 % Сг, 11 % Ni, 2,5 % Мо) после облучения быстрыми нейтронами разрушалась в кипящем растворе 42 % Mg ia в течение 1 ч, тогда как на разрушение необлучен-ных образцов понадобилось 10 ч. Время разрушения после (но не перед) облучения не зависело от приложенного напряжения (34— 152 МПа) это может свидетельствовать о вызванных облучением высоких остаточных напряжениях, к которым внешнее напряжение оказывается лишь незначительной добавкой. Однако авторы предпочли объяснить свои результаты изменением свойств поверхностной оксидной пленки. Нержавеющая сталь 20 % Сг, 25 % Ni, [c.154]

Высокая концентрация ионов С1 и низкое значение pH поддерживает питтинг в активном состоянии. В то же время высокая плотность растворов, содержащих продукты коррозии, обусловливает их вытекание из питтинга под действием силы тяжести. При контакте этих продуктов с поверхностью сплава пассивность в этих местах нарушается. Это явление объясняет часто наблюдаемую на практике форму питтинга, удлиненную в направлении действия силы тяжести (течения продуктов коррозии). На пластинке нержавеющей стали 18-8 после выдержки в морской воде в течение 1 года была обнаружена узкая бороздка, протянувшаяся на 6,35 см от начальной точки (рис. 18, 5, а). Возникновение коррозионных разрушений такого типа было воспроизведено в лабораторных условиях [43]. По поверхности образца стали 18-8, полностью погруженного в раствор Fe la и немного отклоненного от вертикали, постоянно пропускали слабую струю концентрированного раствора Fe lj. Через несколько часов под струей раствора Fe Ia образовывалась глубокая канавка (рис. 18.5, Ь). На поверхности железа подобная канавка не образуется, так как на нем не возникает активно-пассивный элемент. [c.313]

Межкристаллитная коррозия титана и его сплавов наблюдается в дымящей азотной кислоте при комнатной температуре (испытания в течение 3—16 ч). Добавка 1 % NaBr действует как ингибитор коррозии [27]. Сходные коррозионные разрушения протекают на технически чистом титане в метанольных растворах, содержащих ВГз, С1г, la или Вг", С1 , 1 [28]. Ингибирующее действие в этом случае оказывает добавка воды. [c.376]

Титановый сплав с6%А1и4%У разрушался в результате коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) при испытаниях в жидком N2O4 в течение 40 ч при 40 °С [29 ]. Небольшой избыток N0 (или присутствие HjO) замедляет разрушение. [c.376]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...