Условие распространения трещины

Модель Райса—Джонсона [397] основана на решении задачи о распределении деформаций перед трещиной с учетом изменения геометрии ее вершины в результате пластического течения. В отличие от ранее полученных в приближении малых геометрических изменений вершины решений учет затупления приводит к предсказанию концентрации деформаций в области порядка раскрытия б перед вершиной. Деформационный критерий бхх = е/ можно записать с использованием полученного в работе [397] решения e = Ехх г18) в виде соотношения б = = air, где ai —константа, связанная с е/. Принимая, как обычно, в качестве дополнительного условия распространения трещины [c.228]

Используя выражение (3.2) запишем условие распространения трещины [c.65]

Если при выводе условия распространения трещины в хрупком материале Гриффитс использовал характеристику поверхностной энергии, то для пластичных материалов пользуются другой характеристикой, которая носит название вязкости разрушения. [c.74]

Условие распространения трещины (6) позволяет объяснить наблюдаемое иногда хрупкое разрушение конструкций из мягкой стали, которая традиционно относится к пластичным материалам. [c.75]

В настоящей главе даются лишь начальные представления об условиях распространения трещин, основанные на решениях теории упругости и составляющие так называемую линейную механику разрушения. В основном они справедливы лишь тогда, когда зона нелинейных упругопластических деформаций у острия трещины невелика по сравнению с ее длиной. В данной главе можно познакомиться с явлением роста трещины и с рядом характеризующих его понятий. Это позволит в случае необходимости самостоятельно воспользоваться обширной литературой, существующей по механике разрушения, как линейной, так и нелинейной [см. 4, И, 24, 38 и др.]. [c.370]

Заметим, что так как Kj пропорционален напряжениям (и внешним силам), то в отличие от энергетического условия (12.30) равенство (12.33) называют силовым условием распространения трещины. Из (12.33) следует а р Ллг р = откуда [c.385]

Условие распространения трещины 264 [c.575]

По достижении накопленным повреждением критического значения возникает макротрещина и процесс дальнейшего циклического разрушения определяется ее развитием. При рассмотрении в 2 условий распространения трещин квазихрупкого разрушения была показана возможность анализа развития трещины малоциклового [c.87]

Условие распространения трещины в этом случае имеет вид [c.554]

Итак, в данном разделе мы рассмотрели разбиение уравнения энергетического баланса на члены, традиционно определяемые механикой и физикой, и остановились на интерпретации и экспериментальной оценке затраченной энергии, на основе которой можно вывести условие распространения трещины. Отметим, чт даже для весьма сложного поведения материала, например в случае нелинейной неупругости, затраченную энергию можно определить независимо от формы образца, напряженного состояния или траектории движения трещины. С точки зрения преодоления трудностей, возникающих при анализе напряженного состояния в гетерогенных неупругих композитах, экспериментальный подход,, по-видимому, наиболее приемлем. [c.227]

Кроме того, конечное приращение трещины около кончика трещины можно интерпретировать как разрыв внутри конечного объема в окрестности кончика трещины, и размер этого конечного объема будет равен размеру характерного объема разрушения r . Отсюда тотчас следует вывод, что необходимое и достаточное условие распространения трещины будет выполнено, если в радиусе Гс от кончика трещины вектор упругих напряжений 5° равен или превышает вектор прочности где (5 и определены в разд. III. Взаимосвязь разрушения характерного объема Гд с изломом трещины схематично показана на рис. 11, а и б, где расположение осей координат для объема Гс и для трещины одинаково относительно осей материала. [c.231]

В качестве других подходов к теории квазихрупкого разрушения поликристаллических металлов необходимо указать на работы, решающие задачи о предельном равновесии хрупких трещин [20—22], в которых исследованы конечность напряжений в вершине трещины, структура вершинной части трещины и др. Теоретическая модель Г. И. Баренблатта [22] основана на условии конечности напряжений и построена на таких гипотезах, как малость области, на которой действуют межчастичные силы сцепления, по сравнению с размерами трещины, а также независимость формы трещины в вершинной области от действующих нагрузок. Условие распространения трещины формулируется исходя из гипотезы плавности смыкания ее берегов и решения Снеддона, при этом вводится модуль сцепления К- Построенная Г. И. Баренблаттом модель сводится к критериям распространения трещин на основе анализа интенсивности напряжений. [c.26]

Полученные к настоящему времени многочисленные результаты исследований условий распространения трещин, как правило, относятся к детерминированному процессу развития трещин от исходных начальных макродефектов, размеры которых сопоставимы с размерами образцов. [c.30]

Сопротивление образованию и развитию трещин малоциклового нагружения в общем случае зависит от циклических свойств металла, режима нагружения и размеров трещин. В работах [1—4] рассмотрены кинетические особенности процессов упругопластического деформирования и деформационные критерии малоциклового разрушения с учетом циклических свойств в связи с анализом условий образования трещин в зонах концентрации напряжений при комнатной температуре. Условия распространения трещин малоциклового разрушения при комнатной температуре с учетом кинетики пластических деформаций в их вершине изучались в работе [5]. В упомянутых работах показано, что долговечность на стадии образования трещин в зонах концентрации напряжений рассчитывается по величинам амплитуд и односторонне накапливав мых местных деформаций с использованием условия линейного суМ мирования квазистатических и усталостных малоцикловых повреждений. Скорости распространения трещин малоциклового нагружения и долговечность на стадии окончательного разрушения вычис ляются по величинам размахов коэффициентов интенсивности деформаций и предельной пластической деформации в вершине трещины. [c.99]

Описание условий распространения трещины через деформационные критерии основано на представлениях предельного раскрытия 6 f в ее вершине [23], описываемого в виде (1.74) (где От — предел текучести материала), или принимается, что распространение трещины начинается при достижении в ее вершине предельной деформации (1.75). [c.23]

Ниже приводится описание методики экспериментального получения перечисленных характеристик для определения условий распространения трещин при статическом и малоцикловом нагружениях с изотермическим высокотемпературным нагревом [31, 111-114]. [c.220]

Силовым критерием условий распространения трещины, т. е. разрушения детали, является, в соответствии с указанным ранее, достижение величинами К, Ки> критических значений К с, Кцс, К с и величины соответствующих критических размеров трещины и напряжений определяются по зависимостям, вытекающим из равенств (5.3) [c.229]

Предполагается, что растяжение в направлении линии трещины (вдоль оси х) не оказывает влияния на условия распространения трещины. Требуется установить, при каком значении внешнего напряжения а трещина данной длины 21 станет неустойчивой, т. е. начнет быстро распространяться при постоянной внешней нагрузке. [c.113]

Основным недостатком этой модели является то, что само плоское напряженное состояние в условиях распространения трещин в конструкциях редко. В тех случаях, когда оно реализуется, результаты модели Леонова—Панасюка-Дагдейла хорошо подтверждаются экспериментом [20]. [c.54]

Пусть пьезоэлектрическая среда отнесена к произвольно ориентированной прямоугольной системе координат (/с = 1, 2, 3), а прямолинейная трещина длиной 2l xi < I) расположена в плоскости Х2 = 0. Предполагая, что электроупругое состояние не зависит от координаты и на берегах трещины отсутствуют свободные заряды и механическая нагрузка, условие распространения трещины запишем так (см. (3.4)) [c.72]

Условия распространения трещины эллиптической формы длиной 21 при равномерном растяжении пластинки напряжением а формулируются по А. Гриффитсу. Нестабильное состояние трещины (хрупкое разрушение) возникает при условии равенства изменения энергии напряженного состояния (приходящейся на единицу длины растущей трещины) naH JE изменению энергии на образование свободной поверхности трещины 4/у. При этом величина у является энергией, приходящейся на единицу длины трещины при единичной толщине пластины (т. е. на единицу поверхности), и представляет собой характеристику материала. [c.23]

Высокопрочные стали, которые используют для изготовления стоек щасси ВС, работают на воздухе при охлаждении до минус 50 °С с последующим нагружением при посадке в различных районах, где температура может достигать 40 °С. При этом трещина распространяется при попеременном действии растягивающих и сжимающих нафузок. Все это способствует конденсации паров и их активному воздействию на скорость распространения трещины. Условия низкоамплитудного, вибрационного нагружения при пробеге по полосе аэродрома создают условия распространения трещин в припороговой области скоростей на первой стадии. Низкий уровень скорости роста трещины, малое раскрытие ее и активное влияние окислительной среды создают в этой ситуации благоприятные условия для активного влияния переменного частотного состава нагрузок на скорость роста трещины. Испытания стали марейнджиг 18 Ni- o с пределом текучести и прочности соответственно 1555 и 1765 МПа были выполнены в припороговой [c.346]

Из результатов измерений видно, что формирование усталостных линий происходило при закономерном возрастании их шага и только перед зоной долома имело место резкое увеличение шага в результате формирования более глубоких усталостных линий. Их шаг состави.л около 0,125 мм. Указанная особенность связана с тем, что трещина подошла близко к противоположной (внутренней) поверхности картера и это резко повлияло на условие распространения трещины. Она была несквозной и находилась в условиях максимального стеснения пластической деформации. При подходе [c.669]

Теперь рассмотрим условия распространения трещины, перпендикулярной направлению нагружения (поперечной). На рис. 2.34,6 показаны изменения концентрации напряжений OS FM и соответствующие им средние растягивающие напряжения в композите вдали от надреза в зависимости от изменения его сдвиговых свойств. У материала А начальная величина перенапряжения порядка 1000 Н/мм , а прочность при статическом растяжении материала с надрезом [c.93]

Критическое условие распространения трещины до излома ири вторичном напряжении ниже исходного предела выносливости определяется уравнением о"/ = С, где /г = 3 С = 4-10 . Однако большинство исследованных трещин, начав развиваться ири вторичном нагружении ниже предела выносливости, затем снова останавливались. Длина такой нераснространяющей-ся трещины зависит от длины исходной усталостной трещины амплитуды цикла напряжений на уровне выше предела вьшос-. ливости, ири котором была выращена исходная трещина, и амплитуды цикла напряжений на уровне ниже предела выносливости, при котором происходили испытания образцов с исходной трещиной. Зависимости длины нераспространяющихся усталостных трещин при различных сочетаниях первого и второго уровней амплитуд цикла напряжений приведены на рис. 49. [c.116]

Несколько иной подход к определению критического значения коэффициента интенсивности напряжений, ограничивающего область нераспространяющихся усталостных трещин, был развит на основании допущения, что трещина продвигается за каждый цикл на расстояние, на котором в зоне перед трещиной номинальные напряжения или деформации превышают критические значения [34]. Эта модель содержит пороговые условия распространения трещины в неявном виде. Если обозначить критические значения напряжения и деформации у вершиньг трещины 0кр и Ёкр соответственно, то выражение для скорости роста трещины примет вид [c.125]

При режимах, характеризующихся отклонением параметров процесса от оптимальных в сторону увеличения температуры, давления и времени выдержки, реализуется излишняя степень взаимодействия, что приводит к охрупчиванию матрицы и к облегчению условий распространения трещин через границу раздела компонентов, Механизм разрушения комиозиционного материала в этом случае определяется главным образом пластичностью матрицы, так как для развития трещины, возникшей ири разрыве наименее прочных волокон, необходимо, чтобы энергия деформации материала при распространении трещин превышала сумму энергии пластической деформации в устье трещины и энергии образования новых поверхностей [63], При реализации такого механизма разрушения (разрушение по слабейшему звену) формируется плоская поверхность излома, локализованная обычно в плоскости, 10 [c.10]

Условия распространения трещины определяются напряженно-деформированным состоянием в области перемещающейся вершины разрыва и динамическими значениями вязкости разрушения материала. В отличие от высокопрочных сталей, для трубного металла обычной и средней прочности характерно скачкообразное уменьшение сопротивления распространению разрушения при переходе от вязкого (по внешнему виду) разрушения к хрупкому. Это приводит к существенному увеличению скоростей распространения хрупких трещин по сравнению с вязкими разрывами. В результате скорость распространения хрупкого разрушения обычно превышает скорость волны декомпрессии, снижающей давление в газопроводе. Вследствие этого теоретически разрушение может распространяться неограни- [c.24]

Описание сопротивления разрушению деталей с трещинами основано на установлении условий их распространения в связи с номинальной нагруженностью, температурой испытания, геометрией детали (обра.зца), среды и исходного структурного состояния материала. При этом условия распространения трещины при заданных условиях нагружения определяются кинетикой напряженного и деформированного состояния в вершине трещин. Напряженное и деформированное состояние в вершине трещины может быть охарактеризовано коэффициентом интенсивности напряжений Kj, определяемым при растяжении в условиях плоского напряженного состояния в упругой области соответственно в виде (1.70), где а — номинальное напряжение в брутто-сечении I — длина трещины / ИЬ) — поправочная функция, учитывающая геометрические размеры образцов (деталей) и для пластины бесконечных размеров равная единице. При начале спонтанного развития трещины в указанных условиях а = Окр ш Kj = Кю. [c.22]

Деформационные подходы, характеризующие уровень возникающих местных пластических деформаций величиной коэффициента интенсивности деформаций а сопротивление продвижению трещины Б зоне предразрушения — величиной циклической пластичности деформации были использованы для описания условий распространения трещин малоциклового разрушения [29] в виде (1.86), гдейГге = и ё/ = е /ет — относительные [c.24]

Условия распространения трещины определяются кинетикой напряженного и деформированного состояний в вершине трещины при заданных условиях нагружения. Напряженное и деформированное состояния в вершине трещины могут быть охарактеризованы коэффициентами интенсивности напряжений К и деформаций К1е., определяемыми соответственно зависимостями (6.1) и (1.88). При этом скорость развития трещин может быть описана, как было показано ранее (см. 1.3), либо через силовые (коэффициент интенсивности напряжений ЛГ1), либо через деформационные (критическое раскрытие трещины б,., размер пластической зоны номинальная деформация е , максимальная деформация в вершине трещины ётах, Коэффициент интенсивности деформаций Ки)г либо через энергетические критерии (энергия образования единицы свободной поверхности у, энергия продвижения трещины на единицу длины С и /-интеграл). Кроме того, для описания скорости развития трещины, особенно если речь идет о циклическом нагружении, могут быть привлечены представления о предельно накопленном повреждении в вершине трещины, которое рассчитывается по соответствующим критериям, например по критериям в деформационных терминах, учитывающих накопление усталостных, квазистатических повреждений и повреждений, определяемых работой остаточных микронапряжевий (см. зависимости (6.8) и (6.10)). [c.238]

Аналитическое исследование распространения трещины ползучести выполнено [45] с учетом экспериментальных данных, описанных в разделе 5.3.2. Из приведенных выше результатов испытаний установили, что наиболее эффективным критерием, описывающим скорость распространения трещины, является скорректированный J-интеграл /-интеграл ползучести). Поэтому этот критерий используется и при аналитическом исследовании условий распространения трещины. [c.181]

Ударная вязкость. При знании сохраняется необходимость измерять и более простую характеристику вязкости — ударную вязкость, не только потому, что изготовление образцов и испытание много проще, быстрее и требует меньще металла. Это несколько иная характеристика работы разрушения. Если при измерении цель — воспроизвести стационарные условия распространения трещины (с постоянной удельной работой G), то ударная вязкоеть суммирует работу пластического изгиба надрезанного образца при ударе с работой зарождения и распространения трещины в нем. [c.334]

У значительного большинства аморфных сплавов наблюдается классическая картина вязкого разрушения. Иными словами, вязкость снил ается при уменьшении толщины ленточных образцов по мере того, как плосконапряженное состояние переходит в состояние плоской деформации, т. е. меняются условия распространения трещины. Энергия разруптения при снижении температуры испытаний ниже комнатной уве./1ичивается, но вьпне этой температуры остается практически постоянной. Подобное поведение сродни поведению больгоинства полимеров, но не соот- [c.156]

Сформулированную модель характеризуют, помимо упругих коэффициентов (закона Гука), еще две величины Од и бк. Рассматриваемая модель описывает развитие области нредразрушения в окрестности контура трещины (увеличение размера х ), а условия распространения трещины (локального разрушения) сводятся к следующему равенству [c.16]

Согласно зависимости (5.1) это значение в условиях распространения трещины для плоского деформированного состояния должно достигать кри-тической величины К с — V 2Еур. Эта величина характеризует сопротивление материала разрушению в зоне распространения трещины и рассматривается как вязкость разрушения. Конечность кривизны на конце трещины и малое ее влияние на распределение напряжений уже на расстояниях от ее края 0,25—0,5 радиуса кривизны, составляющего доли миллиметра, позволяет использовать упругие решения для большей части поля напряженного и деформированного состояния. В соответствующих выражениях для напряжений коэффициент интенсивности является множителем. Поля напряжений и значения /С определяются основными типами деформированных состояний, представленными на рис. 1, при которых развивается трещина. [c.229]

Во-первых, можно заметить, что критерий Гриффитса имеет строгую формулировку. При удовлетворении его условию распространение трещины возможно, но это не означает, что оно непременно произойдет. Друкер (1954 г.) и Краггс (1963 г.) показали, что критерий Гриффитса является необходимым, но не достаточным условием распространения трещины. [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...