Зона текучести общей

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]

Зона АВ называется зоной общей текучести, а участок АВ диаграммы — площадкой текучести. Здесь происходит существенное изменение длины образца без заметного увеличения нагрузки. Наличие площадки текучести АВ для металлов не является характерным. В [c.53]

Рассмотрим теперь процесс возникновения пластических деформаций. Опыт показывает, что образование пластических деформаций связано со смещениями сдвига в кристаллической решетке. Наглядное подтверждение этому дает, в частности, наблюдение за поверхностью полированного образца при испытании на растяжение. В зоне общей текучести и упрочнения, т. е. при возникновении заметных пластических деформаций, поверхность образца покрывается системой тонких линий или, как их называют, полос скольжения (рис. 47). Эти линии имеют преимущественно направление, составляющее угол, [c.56]

Предельное равновесие жесткопластического тела. С задачами подобного рода мы уже встречались применительно к стержневым системам. Общая постановка будет состоять в следующем. На части поверхности заданы мгновенные скорости перемещений на части поверхности St заданы усилия (аГь где р,—неопределенный множитель. Требуется определить несущую способность тела, т. е. то значение параметра нагрузки Хт, при котором наступает общая текучесть, это значит, что тело получает возможность неограниченно пластически деформироваться. Вообще при р, < JJ.T в теле могут возникать пластические зоны, но примыкающие к ним жесткие области ограничивают свободу пластического течения. [c.487]

Зона АВ называется зоной общей текучести, а участок АБ диаграммы - площадкой текучести. Здесь происходит существенное изменение длины образца без заметного увеличения нагрузки. Наличие площадки текучести АВ для металлов не является характерным. В большинстве случаев при испытании на растяжение и сжатие площадка АБ не обнаруживается, и диаграмма растяжения образца имеет вид кривых, показанных на рис. 1.28. Кривая 1 типична для алюминия и отожженной меди, кривая 2 - для высококачественных легированных сталей. [c.69]

Зона БС (см. рис, 1.27) называется зоной упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но неизмеримо более медленным (в сотни раз), чем на упругом участке. В стадии упрочнения на образце намечается место будущего разрыва и начинает образовываться так называемая шейка - местное сужение образца (рис. 1.29). Впрочем, место будущего разрыва намечается ранее - при общей текучести. Обнаружить его можно с помощью наклеенных термопар, выявляющих место наиболее интенсивного повышения температуры образца. [c.69]

Подтверждением предложенной идеализации задачи является то, что узкие и длинные пластические зоны (d I) перед концом трещины экспериментально наблюдались при растяжении пластин с трещиной (см. 25) [29, 85, 119, 320]. Размер d пластической зоны не ограничен какими-либо пределами, п при достаточно малой длине трещины возможно наступление общей текучести в данном сечении тела, при котором d [c.38]

Все сказанное выше позволяет ввести представление об эквивалентном размере зоны пластической деформации, который определяется для разных условий нагружения через эквивалентный уровень предела текучести материала, представленный во второй главе книги соотношением (2.22). Будем рассматривать возможную совокупность параметров воздействия на материал относительно их фиксированных величин Xq в условиях тестового опыта. Тогда можно записать общее выражение для размера зоны пластической деформации для любого фиксированного значения КИН в виде [c.141]

Для длин трещин, меньших с р (зона 1), разрушение возникает при общей текучести (напряжение текучести Оу). Для длин, больших с р (зона 2, напряжение меньше а у), или когда трещина растет (при напряжении о у) до этой длины, разрушение происходит за счет локального деформирования в кончике трещины согласно критерию Гриффитса. [c.458]

Входящее в выражение (4) Б(ш включает в себя несколько составляющих. Как известно, после сварки в металле шва возникают остаточные деформации растяжения. Соответствующие им остаточные напряжения приводят к возникновению остаточных деформаций сжатия в прилегающих ко шву зонах. В процессе нагружения сосуда внутренним давлением при достижении в металле шва предела текучести наличие сжатых зон рядом со швом приводит к ускоренному их деформированию. Поэтому общую кольцевую деформацию шва под нагрузкой можно рассматривать состоящей из трех составляющих действия внутреннего давления (соответствует кольцевой деформации основного металла) остаточных напряжений в шве преимущественного деформирования шва, вследствие наличия рядом расположенных зон сжатия. [c.86]

Давление должно быть достаточным для обеспечения плотного контакта соединяемых поверхностей, чтобы в результате деформации все пустоты в стыке были заполнены. При деформации поверхностных слоев происходит разрушение окислов, что обеспечивает плотный контакт очищенных поверхностей. Для различных материалов давление выбирают в пределах 5...50 МПа (0,5...5 кгс/мм ). В общем случае оно должно быть равно пределу текучести свариваемого металла при температуре сварки. Увеличение давления сверх этого предела не увеличивает прочность соединения, но может увеличить деформацию зоны сварки. Время выдержки при выбранных давлении и температуре для разных материалов может выбираться в диапазоне [c.278]

С целью изучения последствий концентрации напряжений концентраторы напряжений можно разделить на весьма локальные и размытые. Весьма локальные концентраторы напряжений характеризуются тем, что объем области, занятой материалом с повышенными напряжениями, пренебрежимо мал по сравнению со всем объемом нагруженного тела. В случае размытых концентраторов напряжений объем, занятый материалом с повышенными напряжениями, составляет значительную часть всего объема нагруженного тела. Таким образом, при локальной концентрации напряжений общие размеры и форма всего напряженного тела не будут существенно изменяться в случае текучести материала в зоне концентрации, тогда как при размытой концентрации напряжений они существенно изменятся. Например, малые отверстия и скругления малого радиуса обычно считаются весьма локальными концентраторами напряжений, а крюки и шарнирные соединения серег с проушинами относятся к размытым концентраторам напряжений. [c.400]

Возвращаясь к общему случаю, отметим, что область, занимаемая средой, разбивается на жесткую и пластическую зоны поскольку пластические деформации велики, схема жестко-пластического тела вполне приемлема. Большие деформации связаны с развитием упрочнения однако обычно исходят из схемы идеальной текучести, принимая для постоянной некоторое среднее значение. При незначительном упрочнении совпадение теоретических и экспериментальных результатов для процессов холодной обработки металлов хорошее, и отклонения рассчитанных усилий от опытных не превышают [ ] ЮУо- [c.200]

Введение полей линий скольжения с целью описания формы пластической зоны является весьма удобным приемом, позволяющим рассчитывать нагрузки, вызывающие общую текучесть образцов с надрезом или трещинами. В случае образца с двумя полукруглыми надрезами радиусом а (рис. 15) растягивающая нагрузка, приводящая к текучести при плоской деформации, определяется простым интегрированием уравнения (47), по ширине надрезанной части образца, что дает в результате [c.37]

Q = Оц (тах)/2ту. В следующем разделе будет показано, как Q зависит от размера пластической зоны перед наступлением общего течения. Примем за основу критерий Треска, так что 2ху можно приравнять к одноосному обычному пределу текучести Оу [c.44]

Коттрелл использовал критерий РТ для объяснения того факта, что малые образцы, вырезанные из больших листов судовой стали, разрушившихся до наступления общей текучести с долей хрупкой кристаллической составляющей в изломе свыше 90%, разрушаются после общей текучести, показывая полностью волокнистый излом при той же температуре. Он предположил, что при данном значении РТ обязательно должна существовать определенная аккомодационная пластическая зона. До начала общей теку-142 [c.142]

При заданных длине трещины и РТ разрушение образца до или после общей текучести зависит от расстояния между вершиной трещины и дальней граничной поверхности образца, противоположной трещине. Если она настолько близка к вершине трещины, что пластическая зона пересекает все поперечное сечение до достижения КРТ (бкр) в вершине, то образец пластичен если граница настолько далека, что сначала достигается то образец хрупок. Коттрелл оценил необходимые для хрупкого разрушения размеры образца. Используя выражение [см. уравнение (159)1, определяющее смещение S при антиплоском скольжении в вершине трещины [c.143]

Поведение образца определяется увеличением доли пластической деформации, предшествующей разрушению, при повышении температуры. При низких температурах в макроскопически хрупком образце имеется малая пластическая зона. При Tqy эта зона достаточна для того, чтобы вызвать общую текучесть. При Гц7 увеличение пластической зоны до размеров сечения образца может происходить только благодаря росту нагрузки, так как сечение нетто подвергнуто деформационному упрочнению. Выше нагрузки и смещения быстро растут, так как влияние надреза на трехосное напряженное состояние ослабляется вследствие деформации всего сечения. Вязкое разрушение может происходить выше или ниже в зависимости от величины деформации, требуемой для зарождения разрушения у основания надреза, и его относительной глубины. Эта деформация обычно зависит от содержания включений в материале. Образец из очень чистого железа с неглубоким надрезом можно изогнуть до соприкосновения вплотную сторон образца без признаков разрушения. Для той же матрицы, но с большой объемной долей близко расположенных включений, разрушение может зародиться при низких деформациях у основания надреза, соответствующих малым углам изгиба. [c.168]

Поэтому мы рассматриваем положение, при котором макроскопическая пластичность образца с надрезом зависит от способности образца подвергаться общей текучести до того, как растягивающее напряжение в пластической зоне превысит критическую величину, необходимую для распространения трещины скола. [c.188]

Для вязкого разрушения необходимо, чтобы у основания надреза был достигнут критический уровень напряжений. Будет ли Тр превышать температуру или даже Toy, зависит от относительной легкости процесса вязкого разрушения (деформации у основания надреза) по сравнению с разрушением сколом (растягивающие напряжения у основания надреза). Что же касается макроскопического разрушения Tqy, Тур), то это зависит от того, когда произойдет развитие пластической зоны необходимых размеров, обусловленной критическими напряжениями или деформациями перед общей текучестью, между общей текучестью и текучестью полного сечения или только после текучести полного сечения. В последнем случае Тр обычно близка к так как релаксация трехосных напряжений требует быстрого роста общего уровня деформаций. В предыдущих разделах мы обсудили факторы, контролирующие микромеханизмы разрушения сколом. Для того чтобы решить, как микроструктура влияет на положение необходимо проанализировать микромеханизмы вязкого разрушения у концентратора напряжений. [c.192]

Давно установленные стандарты, применяемые при проектировании артиллерийского орудия, требуют, чтобы номинальные расчетные напряжения были меньше предела упругости илм предела текучести материала. Это требование ограничивает общую деформацию, но не предотвращает локальное течение материала в зонах концентрации. [c.316]

Интенсивно развиваются подходы к оценке склонности конструкций к разрушению при существенной пластической деформации. В этих условиях нарушается условие линейной механики о малости зоны пластической деформации в вершине трещины. Наряду с использованием модели критического раскрытия трещины отдается предпочтение нелинейной механике разрушения, основанной на определении (/-интеграла Черепанова - Райса. Этот подход допустим при пластических деформациях, включая условие общей текучести материала. [c.109]

С дальнейшим повышением нагрузки в зону текучести перейдут вторые и последующие точки. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока останутся только три средние точки в соединениях с нечетным количеством точек или четыре точки з соединениях с четным числом их. В момент перехода крайних точек в зону текучести общий интеграл теряет силу. Тогда остается лишь одно неизвестное, которое определяется из уравнения равновесия для любого листа, т. е. задача становится статически апределимой. Следовательно, только в этом случае приходим к равномерному распределению срезывающих усилий между сварны ми точками. [c.33]

На основании проведенного выше анализа можно прийти к заключению, что блатодаря повышенной жесткости сварных точек и полному отсутствию площадки текучести в многоточечных сварных соединениях общей зоны текучести принципиально быть не может. Поэтому не может быть и равномерного распределения усилий между сварными точками на всех стадиях работы сварного многоточечного соединения или любого другого соеди- [c.33]

Эта точка зрения разделяется далеко не всеми. Так, A.A. Вакуленко и Л.М. Качанов полагают, что доводы физического характера в пользу схемы полной пластичности продиктованы скорее заманчивой простотой математического анализа, нежели существом вопроса (см. Вакуленко A.A., Качанов Л.М. Теория пластичности/ В кн. Механика в СССР за 50 лет. Т. 3. Механика деформируемого твердого тела. М. Наука, 1972. С. 100). Тем не менее они замечают, что решения, полученные по схеме полной пластичности, могут иметь несомненный интерес, полемизируя при этом с Р. Хиллом, критически оценившим условие полной пластичности Хаара—Кармана как искусственное и нереальное условие текучести (см. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М. Гостехиздат, 1956. С. 320, 321). Не вызывает возражений высказываемая ими мысль о том, что ценность того или иного решения пространственной задачи устанавливается возможностью либо построить согласованное кинематически допустимое поле, либо продолжить поле напряжений в жесткие зоны, не нарушая условия текучести. В противном случае вопрос о значимости решения остается открытым. Ясно, что исключительную ценность представляют полные решения, когда удается построить согласованное кинематически допустимое поле и продолжить поле напряжений в жесткие зоны, не нарушая условия текучести. Таким образом, неполные решения обладают лишь относительной ценостью, а полные — абсолютной. На практике, однако, чаще всего удается построить неполное поле напряжений (поле напряжений в пластической зоне) и возникает проблема его продолжения в жесткую зону так, чтобы в жесткой зоне и на границе раздела выполнялись условия равновесия и не превышался предел текучести. Общая процедура такого продолжения (или хотя бы существование такого продолжения) для сколько-нибудь широкого класса задач в настоящее время неизвестны. Учитывая все сказанное, нетрудно заключить, что по большому счету неполные решения с теоретической точки зрения вообще никакой ценности не представляют. Однако их практическая ценность часто может быть очень высокой. Так, или иначе, но большинство прикладных задач решены по жесткопластической схеме не полно. [c.14]

В пластине с двумя боковыми надрезами при нагружении МЛНР могут превышать предел текучести металла и увеличиваться по мере увеличения протяженности пластических зон, образующихся при продвижении линий скольжения по траекториям логарифмических спиралей. При определенной величине пластических зон линии скольжения пересекаются, что ведет к прекращения роста МЛНР. Зная уровень перенапряжения в условиях общей текучести (на последней стадии нагружения), можно определить величину МЛНР на границе упругой и пластической зоны в области вершины дефекта [c.87]

Однако авторы [263—265] обнаружили сходство кривых нагружения ГЦК- и ОЦК-монокристаллов, отмечая наличие трех стадий упрочнения и на кривых т — 8 ОЦК-крис-таллов. Хотя трехстадийный тип кривых нагружения является наиболее общим, он наблюдается в ОЦК-металлах лишь при определенных ориентациях и условиях испытания (температура, скорость деформации) кристаллов и существенно зависит от чистоты объекта [81, 266, 267]. Наглядной иллюстрацией сказанного могут служить серии кривых упрочнения монокристаллов ниобия [264] и молибдена [265] на рис. 3.4 и 3.5. Особенно четко выражены три стадии упрочнения у ниобия. Начальный участок типичной трехстадийной кривой упрочнения монокристалла ниобия (рис. 3.6), или нулевая стадия (0), соответствует интервалу локализованной деформации. К этой стадии относят и часто наблюдаемые в ОЦК-металлах площадку или зуб текучести. Затем следует стадия I — стадия легкого скольжения. Ход кривой здесь близок к линейному. В переходной зоне между стадиями lull коэффициент упрочнения постепенно возрастает до некоторого постоянного значения, характерного для стадии //. Отклонение кривой т — s от линейного хода в процессе развития деформации свидетельствует о наступлении стадии 111 параболического упрочнения с характерным для нее снижением скорости упрочнения. [c.110]

Механические испытания при осевом растяжении проводили на поперечных образцах из сварных соединений, в сечение которых входили основной материал, зона термического влияния и зона сплавления. На этих образцах определяли предел текучести оо.г, предел прочности ств, относительное сужение яр и общее бобщ и равномерное брав относительное удлинение. Гладкие образцы имели диаметр 5,1 мм и расчетную длину 25,4 мм, причем середина расчетной длины располагалась по центру сварного шва. Прочность надрезанного образца определяли на поперечных образцах из сварных соединений с коэффициентом концентрации напряжений /С/= 10, причем надрез был расположен по центру сварного щва. Результаты испытаний сварных соединений и соответствующего основного металла при 297,77 и 4 К приведены в табл. 3. [c.240]

В общем случае коэффициент запаса прочности, определяемый как отношение предела текучести при рабочей температуре к допускаемому напряжению растяжения в рабочих лопатках, /Ст=1,7. Это справедливо для лопаток, работающих в зоне низких и умеренных для данного материала температур. При этом суммарные напряжения парового изгиба не должны превосходить 600 кгс/см (ааэр ЗбО кгс/см ). Особое внимание следует обращать на снижение напряжений парового изгиба и растяжения в сечениях лопатки, имеющих отверстия для проволочных бандажей, учитывая большой коэффициент концентрации напряжений. Для титановых сплавов, помимо предела текучести, следует учитывать пределы длительной прочности и ползучести вследствие отмеченной выше склонности этих сплавов к ползучести при комнатной и умеренной температурах. [c.117]

Характеристика диаграмм растяжения. Для расчета конструкций за пределом упругости необходимо знать диаграмму растяжения (сжатия) материала а = / (е). Для большинства металлов можно принять, что диаграммы растяжения и сжатия совпадают. На рис. 88 показаны характерные диаграммы растяжения материалов (241. Зона О А носит название зоны упругости. У некоторых материалов (например у малоуглеродных сталей) диаграмма растяжения 1 имеет площадку текучести АВ, которая называется зоной общей текучести. Здесь происходит существенное изменение длины образца без заметного увеличения нагрузки. Наличие площадки текучести для металлов не характерно. В большинстве случаев при испытании на растяжение и сжатие она не обнаруживается. Кривая 2 типична для высокопрочных легированных сталей, 4 — для высокопрочных алюминиевых сплавов, 5 — для большинства пластичных алюминиевых сплавов. Зона ВС называется зоной упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но неизмеримо более медленным (в сотни раз), чем на упругом участке. [c.335]

Из опыта хорощо известна общая тенденция к формированию пластических областей на первых стадиях развития в виде узких слоев скольжения, занимающих незначительный объем тела по сравнению с его упругой зоной [34, 36]. Особенно это типично для материалов, обладающих четко выраженной площадкой текучести (для металлов типа мягкой стали, склонных к запаздыванию текучести и обычно лучще описывающихся условием Треска-Сен-Венана), а также при наличии напряженного состояния с достаточно большим градиентом напряжений. [c.99]

При отсутствии достоверных данных о распределении напряжений в зоне локальной текучести Нотт [31 проанализировал важность растягивающих напряжений для определения момента начала разрушения сколом, испытав образцы из отожженной низкоуглеродистой стали с надрезами различной остроты. Было показано, что максимальное растягивающее напряжение в образце с надрезом, находящемся в состоянии общей текучести, зависит от угла надреза следующим образом [c.171]

Можно установить аналогию стали с алюминиевым сплавом. Если образцы низкоуглеродистой стали имеют большое сечение, так что они испытываются в условиях линейной упругости, то можно ожидать, что критическая толщина будет соответствовать характерному размеру пластической зоны при разрушении. В работе [2 было показано, что средняя пластическая деформация у основания надреза при общей текучести составляет около 7%, т. е. соответствующее смещение основания надреза составляет около 0,25 мм (радиус основания) X 0,07 = 0,175 мм. В линейноупругих условиях радиус пластической зоны, связанный с таким смещением, равен [c.174]

Раскрытие трещины и общий механизм хрупкого разрушения. Трудность применения метода линейной механики разрушения к сравнительно вязким конструкционным сталям низкой и средней прочности объясняется тем, что в этих случаях разрушение может быть связано со значительной локальной пластичностью. В таких материалах во время испытания образцов стандартных размеров с надрезом при нормальных скоростях деформации перед разрушением впереди напряженной трещины может распространяться пластическая зона. Вследствие этого невозможно проанализировать упругое напряженное состояние и вычислить показатель вязкости разрушения Кс- Уэллс (1969 г.) разработал метод, приняв, что неустойчивое распространение дефекта происходит при его критическом раскрытии около вершины (критическое раскрытие трещины или OD). Он предполагал, что это значение одинаково для реальных конструкций к образцов небольших размеров подобной толщины. Экспериментальное подтверждение было получено несколькими специалистами. Например, результаты определения разрушающих напряжений для охрупченных труб высокого давления из сплава циркония хорошо согласовывались с данными испытаний на изгиб образцов небольших размеров с надрезом для исследования критического раскрытия трещины (Фернихауф и Уоткинс, 1968 г.). Хорошее соответствие наблюдалось между поведением материалов при инициирующих испытаниях широкого листа и на изгиб образцов натурной толщины для выявления величины критического раскрытия трещины (Бурде-кин и Стоун, 1966 г.). В условиях малой пластической деформации можно показать, что усилие распространения трещины G есть произведение предела текучести Оу и критического раскрытия трещины б [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...