Поверхность разрушения предельная

Поверхностное напряжепие в твердых телах 222 Поверхность постоянного уклона 557 Поверхность разрушения предельная 200 [c.639]

Показатели долговечности (срок службы, ресурс) рассчитывают с помощью критерия разрушения установленной доли Р поверхности на предельно допустимую глубину к (величина прибавки на коррозию и другие запасы). [c.133]

Процесс циклического нагружения элемента конструкции в условиях эксплуатации сопровождается постепенным накоплением повреждений в материале до некоторого критического уровня, который может быть охарактеризован с привлечением различных методов и средств исследования. Выбор средств определяется применяемыми критериями в оценке самого предельного состояния и его фактической реализацией к рассматриваемому моменту времени, как это было рассмотрено в предыдущей главе. Даже при отсутствии в детали трещины можно с большой достоверностью утверждать, что после длительной наработки в эксплуатации последующее после проверки нагружение может вызвать быстрое зарождение и далее распространение усталостной трещины. Оценка состояния материала с накопленными в нем повреждениями и прогнозирование последующей длительности эксплуатации до появления трещины, установление периодичности контроля за состоянием детали подразумевают использование структурного анализа на базе физики металлов. Это подразумевает обязательное применение методов механики разрушения для оценки длительности роста трещины и обоснования периодичности осмотров на всех стадиях зарождения и распространения трещин. Однако многопараметрический характер внешнего воздействия на любой элемент конструкции делает неизбежным введение в рассмотрение процесса накопления повреждений в конструкционных материалах с позиций синергетики, следовательно, возникает новое представление о процессе распространения трещин. Всю совокупность затрат энергии внешнего воздействия, вызвавших разрушение элемента конструкции, интегрально характеризуют достигнутое на определенной длине трещины предельное состояние, единичная реализация процесса прироста трещины и сформированная в результате этого поверхность разрушения. [c.79]

ХОДУ, материал считается состоящим из отдельных связанных между собой слоев. Каждый слой предполагается однородным (что следует из феноменологического анализа) и ортотропным. Распределение деформаций по толщине пакета принимается линейным. Критерий разрушения записывается последовательно для каждого слоя в отдельности и предельная нагрузка для материала определяется в предположении допустимости нарушения его сплошности в процессе деформирования. Согласно второму подходу, слоистый материал рассматривается как однородный анизотропный критерий разрушения записывается сразу для всего пакета слоев. Первая процедура предполагает известными прочностные характеристики отдельного слоя (см. раздел II). Далее на основании этих данных поверхности разрушения слоистых материалов с произвольной структурой формируют теоретически. Такой подход получил наибольшее распространение при оценке прочности современных композиционных материалов, так как в процессе проектирования конструкции приходится рассматривать множество возможных структур материала. Вторая процедура предполагает известными прочностные характеристики рассматриваемого слоистого материала. Она эффективна для материалов, армированных тканями и образованных из одинаковых слоев. Далее рассмотрены критерии, основанные на послойной оценке прочности материала. [c.80]

Принципиальное различие между расчетами по максимальным и предельным нагрузкам применительно к композиционным материалам связано с нарушением сплошности материала в процессе деформирования. Согласно основной концепции расчета по максимальным нагрузкам допустимые напряжения не должны вызывать нарушения сплошности материала и выходить за пределы линейного участка диаграммы деформирования. Описание поверхности разрушения с позиций расчета по предельным нагрузкам предусматривает допустимость нарушения сплошности материала, не приводящего к его разрушению. Например, разрушение связующего при поперечном растяжении или сжатии одного или нескольких слоев не вызывает разрушения, если структура [c.90]

Критерии разрушения, предельная поверхность (если она используется) или послойная оценка прочности " [c.95]

Цай и Ву [18] предложили общую теорию разрушения, являющуюся дальнейшим развитием теории предельных поверхностей. Основная гипотеза предполагает существование в пространстве напряжений формы, описывающей поверхность разрушения [c.102]

Рис. 19. Контур вектора напряжений <5 и вектора прочности 3- в предельных случаях растяжения и сдвига. Предполагаемые модели распространения трещины (вдоль 6с при = 3 ) сопоставлены с наблюдаемыми видами поверхности разрушения (фотографии).

При изучении влияния вида напряженного состояния на сопротивление разрушению материал, как правило, представляют изотропным, однородным и сплошным, т.е. в некотором смысле идеализируют исследуемый объект. Для такой модели материала состоятельность критериев прочности оценивают прежде всего путем анализа формы предельной поверхности разрушения существует требование предельная поверхность должна быть выпуклой и плавной. [c.139]

Первое предельное состояние заключается в нарушении сплошности защитного покрытия оно проявляется в образовании трещин, сколов, пор и других дефектов, через которые осуществляется непосредственный контакт агрессивной среды с защищаемой поверхностью. Нарушение сплошности, как правило, имеет местный или локальный характер, так как бывает вызвано различного рода механическими напряжениями, возникающими в системе металл — покрытие. Однако возникают ситуации, когда нарушение сплошности (разрушение) наступает практически по всей поверхности, например при химической или термической деструкции материала покрытия в случае интенсивного абразивного или эрозионного износа. Нарушение сплошности покрытия является наиболее опасным видом отказа, при котором дальнейшая эксплуатация конструкции невозможна требуется ремонт в случае местных повреждений или замена покрытий в случае повреждения большой части поверхности. Первое предельное состояние распространяется на все типы полимерных покрытий и все виды оборудования с покрытиями. [c.45]

Во второй работе выполнено уточнение для хрупких тел типа бетона с большим отношением и Rp. Уточнение преследовало цель замкнуть предельную кривую для плоского напряженного состояния и устранить завышенное значение прочности в области неравномерного трехосного сжатия. В результате такого уточнения уравнение поверхности разрушения приобрело вид ) [c.565]

При нагрузке, расположенной на скате, предельная нагрузка может быть разложена на нормальную и касательную к поверхности составляющие. Очевидно, что при значительных тангенциальных составляющих предельной нагрузки в оболочке могут появиться принципиально новые схемы разрушения — разрыв полки оболочки и т. д. Однако в реальных покрытиях эти составляющие незначительны и, по-видимому, можно считать, что в таких конструкциях кинематическая схема образуется нормальной к поверхности составляющей предельной нагрузки [c.183]

Примеры геометрического образца предельных поверхностей разрушения представлены на рис. 39 (варианты 1 и 4). [c.92]

С ПОМОЩЬЮ уравнения регрессии (43) можно построить систему предельных поверхностей разрушения в зависимости от комбинации двух любых параметров при фиксированном третьем. На рис. 45 представлены такие поверхности при е = [c.99]

К настоящему времени характеристика К с как показатель трещиностойкости материала получила широкое распространение в инженерной практике. При этом за указанной характеристикой закрепилось понятие вязкость разрушения . Это, но-видимому, связано с тем, что значения К с больше в тех случаях, когда поверхность разрушения данного материала вязкая, волокнистая. По нашему мнению, более закономерным, отражающим физическую природу данной характеристики, является, очевидно, понятие трещиностойкость материала, тем более что вязкость разрушения, вообще говоря,— весьма широкое понятие, означающее способность материала тормозить разрушение. Это свойство материала оценивают волокнистостью излома, ударной вязкостью, предельным сужением или удлинением стандартного образца и другими характеристиками, связанными с ресурсом пластичности материала в заданных условиях его работы. В книге Ki именуется трещиностойкостью материала. [c.127]

Вообще говоря, сферическая симметрия обычно нарушается вследствие развития нескольких трещии, растущих быстрее поверхности разрушения. Этим эффектом здесь пренебрегаем, хотя н принципе его можно учесть в рамках предлагаемой теории. Заметим, что в рамках модели Григоряна его учесть трудно, так как в конце трещины всегда нарушается условие предельного состояния (8.14). Учет этого эффекта приводит к появлению безразмерного параметра моделирования т) (см. (8.2)), в то время как в исходной модели параметром моделирования является (см. (8.1)). Действительно, как легко видеть, в уравнения (8.5) — (8.16) входят лишь постоянные размерности напряженн . [c.460]

Если рассматривать поверхности разрушения образцов, доведенных до разрушения различными способами, то можно отметить, что поверхность разрушения одних образцов — неровная, матовая, видны зерна кристалликов, имеющие беспорядочную ориентацию, тогда как в других образцах поверхность разрушения более сглаженная, видны следы скольжения одних зерен по другим в определенных направлениях и ощутимыми являются пластические деформации, предшествовавшие разрушению. В первом случае говорят о хрупком разрушении и связывают причины его с достижением нормальными напряжениями некоторых критических значений. Во втором случае говорят о вязком разрушении по типу сдвига и связывают причины его с достижением касательными напряжениями некоторых предельных значений. Таким образом, причиной разрушения могут быть как нормальные, так и касательные напряжения, причем тело из каждого материала может разрушиться с появлением значительных пластических деформаций. [c.175]

Из рис. 5.4, б и рис. 5.3 можно заключить, что при определенной д шне трещины, когда скорость разрушения достигает предельного значения и в дальнейшем практически не изменяется, отношение к , К продолжает монотонно расти до начала ветвления, т. е. при постоянной предельной скорости v=0,4 2 энергия разрушения линейно растет с ростом трещины. Возрастание энергии разрушения сопровождается интенсивным изменением внешнего вида поверхности разрушения. Начальная стадия роста трещины соответствует гладкой, зеркальной поверхности разрушения. [c.126]

Выше обсуждалось влияние примесей внедрения на деформационные характеристики Ti. Для фрикционного взаимодействия нелегированного титана характерно адгезионное изнашивание с переносом на поверхность контртела предельно упрочненных фрагментов титана. Действуя как абразив, наросты пропахивают поверхность титана. При этом по существу происходит трение титана по титану. Для легированных различными ионами титановых сплавов характерен окислительный износ с развитием разрушения по механизму отслаивания. Электронно-графическое исследование поверхности трения имплантированного углеродом Ti показало наличие плотной пленки окислов [99]. Имея невысокую прочность, окислы титана выполняют роль твердой смазки в условиях фрикционного взаимодействия. [c.99]

Разрушение образца, т. е. разделение его по крайней мере на две части, может произойти по некоторой поверхности при. условии, что в результате производства энтропии в процессе нагружения (которое также носит случайный характер) значение энтропии во всех точках этой поверхности достигает предельного значения s . Вероятность разрушения по данной поверх-ности может быть таким образом найдена. [c.28]

Предельными кривыми, или поверхностями, называют геометрические образы, которые в некотором инвариантном пространстве тензора напряжений разделяют области напряженных состояний, соответствующих различным механическим состояниям материала. Переход материала от упругих к пластическим деформациям в условиях сложного напряженного состояния характеризуют кривые или поверхности пластичности переход пластичного или хрупкого материала в состояние разрушения характеризуется кривыми или поверхностями разрушения. [c.234]

Имеются три особенности, которые характеризуют динамическое распространение трещины в этом материале. Во-первых, предельная скорость составляет около 13 000 дюйм/с (330 м/с), что равно 0,3 от скорости поперечных волн. Эта предельная скорость достигается при /С = 1600 фунт/дюйм (1,76 МН/м 2) PJ дальнейшее увеличение /С не приводит к повышению скоростей трещины. Так как К в этой области увеличивается, то это приводит к образованию шероховатой поверхности разрушения, нарущениям прямолинейности распространения и, наконец, при К = 4650 фунт/дюйм (5,12 МН/м - ) имеет место наиболее интенсивное ветвление. [c.117]

Предельные состояния, виды и критерии разрушения. Традиционные инженерные расчеты на прочность деталей машин и элементов конструкций при однократном нагружении основаны, с одной стороны, на номинальных напряжениях, определяемых по формулам сопротивления материалов, теории упругости и пластичности, теории пластин и оболочек и, с другой стороны, на характеристиках прочности материалов при однократном нагружении,, определяемых при стандартизированных или унифицированных испытаниях лабораторных образцов из применяемых конструкционных материалов [16]. В зависимости от большого числа конструктивных (вид нагружения, размеры и форма сечений, наличие концентрации напряжений), технологических (.механические свойства применяемых материалов, вид и режимы сварки, термообработки, упрочнения) и эксплуатационных (скорость нагружения, уровень нагрузок, температура, среда) факторов при однократном нагружении возможно возникновение трех основных видов разрушения — хрупкого, квазихрупкого и вязкого 16]. Каждый из этих видов разрушения существенно отличается по уровню номинальных и местных разрушающих напряжений и деформаций, скоростям развития трещин и времени живучести деталей с трещинами, внешнему виду поверхностей разрушения. Применительно к этим видам разрушения выбирают те или иные критерии разрушения из трех основных групп — силовых, деформационных и энергетических. [c.9]

Совершенно очевидно, что материалы, обладающие разными свойствами, по-разному сопротивляются кавитационному воздействию. Из широкого разнообразия физических, химических, электрических и термодинамических свойств материалов такие свойства, как предел упругости, твердость, пластичность, упрочнение наклепом, зависимость свойств материала от температуры, модуль упругости, плотность, предел усталости, энергия деформации при разрушении, предельная работа деформации, теплопроводность, температура плавления, химическая инертность, сцепление окислов с поверхностью, кристаллическая структура и электропроводность, изучались исследователями ранее. Сочетая эти свойства с разными видами кавитационного воздействия, можно видеть, что число различных возможных комбинаций может быть огромным. Поэтому естественно сделать вывод, что вряд ли удастся найти единое объяснение всех причин кавитационного разрушения. Другой вывод состоит в том, что разрушение в конкретной системе твердое тело—жидкость начинается с наиболее слабого звена. Наконец, третий вывод состоит в том, что степень воздействия разных факторов, определяющих кавитационное разрушение, может меняться с изменением параметров течения жидкости. Следовательно, данный материал при разных условиях может подвергаться совершенно различным типам кавитационного разрушения. [c.429]

Для таких материалов совокупности предельных напряжённых состояний, характеризуемых главными растягивающими напряжениями а,, а , Зд, как раз достаточными для разрушения тела, соответствует так называемая предельная поверхность разрушения [c.373]

Предельная поверхность разрушения. В противоположность только что описанному характеру поведения твердых тел под сильным сжатием, те же тела в случае равномерного всестороннего растяжения обнаруживают, как известно, способность противостоять лишь таким напряжениям, которые не превышают некоторой определенной величины. Если три главных напряжения являются равными растягивающими напряжениями, то твердые материалы разрушаются без предшествующей пластической деформации. Такое же разрушение без остаточных деформаций наблюдается во многих твердых материалах и при простом одноосном или двухосном растяжении. Так называемые хрупкие материалы (стекло, чугун, большинство горных пород) при растяжении в одном илп нескольких направлениях разрушаются внезапно без заметных остаточных деформаций. Отсюда мы приходим к гипотезе, что в случае растягивающих напряжений совокупности предельных напряженных состояний Од, способных вызвать разрыв в теле, соответствует вторая предельная поверхность [c.200]

Мы назовем эту поверхность предельной поверхностью разрушения. [c.200]

При обсуждении критериев разрушения композиционных материалов необходимо иметь полное представление о природе рассматриваемых явлений и определить понятие разрушение в том смысле, в котором оно обычно используется при анализе этих материалов. Прочность слоистой структуры — это ее способность выдерживать заданный уровень термомеханического нагружения без разрушения. Поэтому разрушение будем рассматривать как предел несуп ей способности материала при всех возможных напряженных состояниях. Предельные состояния могут быть представлены аналитически для данного материала поверхностью разрушения. Как и для металлов, под пределом текучести слоистой структуры будем понимать уровень напряжений, соответ-ствуюхций началу неупругого деформирования, микроструктур-ный механизм которого для металлов и композиционных материалов существенно различен. Растрескивание — это мгновенное образование свободных поверхностей в материале, которое может ускорить его разрушение. Различать эти понятия необходимо для понимания построения и последующего применения критериев прочности композиционных материалов. [c.63]

Критерии разрушения разрабатывают для того, чтобы иметь возможность описать прочность материала при сложном напряженном состоянии. К двум наиболее важным характеристикам критерия относятся его свойство достаточно точно описывать экспериментальные результаты и простота использования. Все современные инженерные критерии являются феноменологическими. Микромеханические явления, возникающие в процессе разрушения, рассматриваются постольку, поскольку они проявляются в макромеханическом поведении материала. Единого математического подхода к описанию поверхности разрушения не существует, поэтому в литературе можно найти множество применяемых критериев. Здесь обсуждаются только некоторые из них, наиболее распространенные. Выбор группы критериев или жакого-то конкретного критерия определяется достаточно общими и в известной степени субъективными соображениями. Он зависит от имеющегося объема экспериментальных данных, описывающих характеристики, материала выбранной концепции расчета (по предельным или максимальным расчетным нагрузкам), допустимого уровня нарушения сплошности материала при нагружении и от склонности к тому или иному подходу при анализе прочности конструкции. [c.79]

Расчет по предельным нагрузкам аналогичен расчету по максимальным нагрузкам — напряжения (деформации) во всех слоях так же, как и ранее, должны быть выражены через действующую нагрузку. В критерии разрушения используются предельные напряжения (деформации) для однонаправленного материала. Для материала с симметрично расположенными слоями, находящегося в условиях безмоментного нагружения, предельная поверхность может быть, как и ранее, получена пересечением поверхностей разрушения всех слоев при различных комбинациях усилий NJ N11 и Nxy [c.91]

Сложные. циклы нагрева и нагружения деталей при расчете долговечности разделяют на участки, на каждом из которых накапливается статическое или усталоетное повреждение. Если цикл повторяется и нагружение не является случайным (например, существует типичный эксплуатационный цикл, в котором характер нагружения деталей машины всегда одинаков), то происходит пропорциональное нагружение материала деталей, при котором соотношение долей статического и циклического повреждений остается неизменным за весь ресурс работы [23]. Это позволяет использовать для анализа предельного состояния и определения запаса прочности представления о поверхности термоциклического нагружения (рис. 98). Для заданных условий нагружения (размаха деформаций Дед, длительности действия нагрузки Тд и ресурса долговечности Л/д) состояние детали характеризуется положением точки А относительно предельной поверхности разрушения. Длительность переходных процессов в цикле здесь исключена из рассмотрения для упрощения анализа, поэтому Тд=ТвЛ д, где Тв — длительность выдержки в цикле. [c.170]

Эти зависимости найдены путем сечения предельной поверхности разрушения при одинаковых значениях Т и От, полученной по данным испытания трехгранных образцов с помощью ковалиацион-ного анализа, после ортогонали-зации плана эксперимента по методу Грамма — Шмидта [5]. [c.341]

Долговечность при комбинированных режимах нагружения характеризует сложная многофакторная система пространственных предельных поверхностей разрушения, отражающих взаимодействие накопленных термоциклических и длительных статических повреждений. В общем виде при температуре = onst [c.89]

Зависимость долговечности при комбинированном нагружении от напряжения при ползучести и от деформации при термическом цикле должна иметь экстремальные значения, соответствующие наибольшей и наименьшей ресурсоспособно-сти материала, о чем свидетельствует характер предельных поверхностей разрушения. [c.92]

Разрушение бывает либо хрупким, либо вязким. Хрупкое разрушение представляет собой очень быстрое распространение трещины после незначительной пластической деформации или вообще без нее. После начала роста трещины при хрупком поведении материала скорость ее распространения быстро возрастает от нуля до некоторой предельной величины, равной примерно трети скорости распространения звука в материале. В поликристаллических материалах разрушение происходит по плоскостям расщепления кристаллов, в результате чего поверхность разрушения получается зернистой из-за различия ориентации кристаллов и плоскостей их расщепления. Иногда хрупкое разрушение происходит в основном по границам зерен такое разрушение называется межкристалли-ческим. [c.44]

Напряжение в области поверхности концентратора предельно велико, но эта область настолько мала, что усталостные микротрещины не могут распространиться, так как они не достигают длины, характерной для внутренних дефектов. Дело в том, что существуют значительные дефекты материала, расположенные вблизи поверхности концентратора, которые могут вызвать распространение трещин гораздо легче, чем сами микротрещины. Напряжения вблизи поверхности концентратора определяют преимущественно область существования напряженного состояния, близкого к гидростатическому напряжению, с соответствующим мягким критерием разрушения в напряжениях, результатом чего является высокая выносливость. Способ определения предела выносливости при наличии концентрации напряжений не учитывает благоприятного влияния трехосности напряженного состояния вблизи поверхности концевт эатора, так что предел выносливости для кольцевой выточки с острой кромкой, найденный этим способом, является неточным. Более сложные способы, которые следовало бы ввести для учета указанной особенности остроконечного концентратора, вряд ли бы оправдались. [c.172]

С достаточной досч оверностью установлено, что разрушение при пластическом течении зависит от всех главных касательных напряжений, а не просто от наибольшего из них, и происходит при достижении упругой энергией, накопленной при деформировании сдвигом, своего предельного значения. Это условие задает поверхность разрушения при пластическом течении в форме кругового цилиндра с осьнуОС (см. рис. 1.7), проходящей через начало [c.38]

Поскольку скол обычно связывают с меньшими локальными деформациями, чем деформации, соответствующие пластическому разрыву, то механизм разрушения неразрушенных связей важен с точки зрения явлений распространения и остановки трещины. А именно, при прочих одинаковых условиях продолжение распространения было бы легче и остановка более затруднена, если бы механизмом разрушения связей являлся скол. Следуя Коттреллу [5] и обозначая через а среднее разрушающее напряжение в зоне разрушения, содержащей разрушенные области, и через Фр предельное пластическое смещение в конце трещины, т. е. Фр — раскрытие трещины, связанное с разрушением неразрушенной связи, работу, затрачиваемую на образование единицы новой поверхности разрушения, можно записать в виде ур=ОуФр. РГзменение механизма разрушения связи, вероятно, в большей степени влияет на Фр, чем на Оу, и Фр будет значительно ниже в случае скола, чем при пластическом разрыве. [c.149]

Д. Мак-Адам 1) уделил много внимания определению вероятного вида предельной поверхности разрушения /2( 1, Зд, с>з)=0 для металлов, основываясь при этом на большом числе проделанных им экспериментальных исслсдованрпт. [c.203]

Так как предельная поверхность текучести Д (01, Од, Сд) = О (п. 2 настоящей главы) в случае пластичных материалов не может пересекать прямую = — в полон ительном квадранте прямоугольной системы координат 03,03, то должна существовать другая поверхность, отличная от первой, а именно поверхность разрушения /2 (01, О3, 03) = О (п. 3 настоящей главы), точки а , а2, 03 которой представляют предельные напряженные состояния, вызывающие разрушение путем отрыва. Было высказано предположение, что поверхность текучести (о , Од, 03) = О в положительном квадранте не может выходить за пределы кривой, полученной пересечением поверхностей текучести и разрушения /2 (ох, Од, 03) = 0. Указывалось также, что при растяженип или в случае других напряженных состояний, когда два или все три главных напряжения положительны, разрушение хрзшких материалов не подчиняется законам, которые, согласно Мору, [c.248]

Предельная поверхность разрушения является геометрическим местом точек, координаты которых равны пределам прочности, а точки, лежащие на предельной поверхности пластического течения (или предельной поверхности текучести), соответствуют пределам текучести материала при разных1 н Жряженных состояниях. Если одно из главных напряжений равно нулю, то предельное состояние будет описываться плоской кривой, которая в этом случае называется предельной кривой разрушения или предельной кривой текучести. [c.67]

На рис. 36 показана предельная поверхность, соответствующая модифицированной теории прочности Кулона — ] 1ора [526]. Здесь вершина шестигранной пирамиды Кулона срезана тремя плоскостями, параллельными координатным. Буртон указывает также на возможность замены поверхности разрушения поверхностью текучести в зоне всестороннего сжатия, где благодаря большим гидростатическш давлениям материал становится более пластичным. [c.87]

Предельные нагрузки до заедания определялись следующим образом через каждый час на рычаг машины добавлялся груз 1 кг, что соответствовало усилию 5 кг на образец. После установленного времени испытаний производился осмотр поверхностей трения. При обнаружении на них рисок или вырьшов металла испытание прекращалось и нагрузка, при которой произошло разрушение поверхности считалась предельной. Испытания производились при смазке маслом АМГ-10 и комнатной температуре. Результаты испытаний приведены в табл. 21. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...