Механизм разрушения материалов

Рассмотрены проблемы технического диагностирования и оценка ресурса безопасной эксплуатации сварных аппаратов. Представлены систематизированные характеристики и технические требования к изготовлению сосудов и аппаратов, работающих под давлением, обеспечению безотказности и долговечности отдельных видов нефтегазохимического оборудования. Рассмотрены механизмы разрушения материалов, роль технической диагностики в обеспечении надежности, современные методы диагностирования технического состояния сосудов и аппаратов. Отражены основные положения по оценке остаточного ресурса аппаратов Предназначено для студентов и аспирантов спец. 170500 Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов и спец. 171700 Оборудование нефтегазопереработки . Может бытЕ использовано специалистами в области диагностики и обеспечения промышленной безопасности объектов химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других производств. [c.2]

Данная дисциплина состоит из разделов краткая характеристика и требования к изготовлению конструкций оболочкового типа безотказность и долговечность конструктивных элементов нефтегазохимического оборудования механизмы разрушения материалов роль технической диагностики в обеспечении надежности и методы дефектоскопии современные методы разрушающего и неразрушающего контроля основные положения по оценке остаточного ресурса аппарате ei. [c.5]

МЕХАНИЗМЫ РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ [c.110]

В струях стендовых ракетных двигателей воспроизводятся величины энтальпий торможения h до 6000—8000 кДж/кг и скорости потока порядка 3000 м/с. В настоящее время эти установки являются по существу единственными, в которых при сравнительно высокой температуре можно в течение длительного периода времени получать турбулентный режим обтекания испытываемых моделей. Серьезным недостатком испытаний материалов в струях стендовых ракетных двигателей является то, что химический состав потока не соответствует, как правило, реальным условиям работы материалов. Это обстоятельство затрудняет изучение механизма разрушения материалов, для которых химические реакции при разрушении играют определяющую роль. Кроме того, при испытаниях в струях ракетных двигателей материалов с высокой температурой разрушения, порядка 3000 К, вследствие малости перепадов энтальпий (/е—/ш) поперек пограничного слоя неизбежно появляются большие погрешности в определении величины теплового потока к разрушающейся поверхности. [c.312]

Наличие столь разнообразных, а порой и противоречивых мнений говорит о том, что вопрос о механизме разрушения материалов при воздействии кавитирующего потока жидкости не может быть решен однозначно на данном уровне знаний. В связи с этим весьма важным для выяснения механизма кавитационной эрозии является проведение исследований в условиях, максимально приближенных к натурным. [c.11]

Изучение и систематизация механизмов разрушения материалов на различных структурных уровнях. [c.260]

Механизмы разрушения материалов на различных структурных уровнях выявляются в первую очередь на примере рассмотренных волокнистых композитов. Но в более общем плане речь может идти об отдельных актах разрушения, которые возникают при эксплуатации разнообразных конструкционных материалов, в горных породах или даже в материалах биологической природы, но с учетом структурной неоднородности, а в некоторых случаях и с учетом иерархической организации структур этих материалов. [c.260]

Механизм разрушения материалов при эрозионном износе окончательно не изучен. В котельной технике наиболее вероятен усталостный механиз.м износа под влиянием многократного воздействия абразивных зерен на металл труб [21]. В некоторых случаях механический характер взаимодействия может усложняться коррозионными процессами, вызывающими образование на поверхности трубы продуктов коррозии, имеющих меньшие силы сцепления с основным металлом стенки и поэтому более легко удаляемых под воздействием абразива. [c.146]

При увеличении скорости деформирования в 1 млн. раз предел прочности возрос для железа при 0°С в 2 раза, для нагретого до 600° — в 4 раза. Механизм разрушения материалов при трении несколько иной, он связан с тангенциальным перемещением внедрившихся контактов, однако соответствующие эксперименты по внедрению индентора в материал при различных скоростях при переходе от статического нагружения к ударному показали, что сопротивление материалов разрушению обычно возрастает на 20— 30%, и лишь в редких случаях, для очень немногих, весьма пластических, материалов, это сопротивление возрастает в 2—3 раза. [c.285]

Характер и механизм разрушения материалов зависят от физического состояния, в котором они находятся [4, 129, 459]. На рис. 4.1.2 показана предложенная Г. М. Бартеневым (по аналогии со схемой А. Ф. Иоффе для простых твердых тел) схема прочностных состояний аморфных, способных к течению полимеров при простом растяжении. [c.185]

В пределах каждого участка поверхностей заготовки и притира действует один механизм разрушения материалов, воспроизводится некоторая однородная шероховатость поверхности, создаются определенные структура и напряженное состояние поверхностного слоя заготовки и притира, обеспечиваются постоянство формы изношенной поверхности притира, обрабатываемой поверхности заготовки. [c.256]

Механизмы разрушения металлических материалов [c.110]

Механизм разрушения и долговечность материала определяются постепенным накоплением локальных дефектов -деформаций и трещин в материале. Локальные дефекты материала, создавая локальные перенапряжения, становятся центрами разрушения. [c.110]

Из формулы (3.1) видно, что при уменьшении температуры до нуля время разрушения увеличивается до бесконечности. Это означает, что разрушение при нагрузках ниже критической не может происходить в отсутствие теплового движения атомов. Механизм разрушения и долговечность материала определяются постепенным накоплением локальные дефектов - деформаций и трещин в материале. Локальные дефекты материала, создавая локальные перенапряжения, становятся центрами разрушения. Внешние факторы, воздействующие на материал, могут существенно повлиять на значение X и тем самым на время tp. [c.123]

В следующем разделе будет показана чрезвычайная распространенность и всеобщность иерархического принципа. Далее будут приведены некоторые сведения,.из теории фракталов, которые необходимы для понимания механизмов разрушения реальных материалов, поскольку нелинейная механика разрушения широко оперирует понятиями фрактальной геометрии [c.21]

Весь смысл существования конструкционных материалов заключается в том, чтобы создавать из них различные машины и конструкции, способные сопротивляться внешним нагрузкам Опора моста должна выдерживать сжимающую нагрузку, трос подъемного крана - растягивающую, мостик для прыжков в воду - нагрузку изгиба и не должен сломаться под ногами спортсмена. Все материалы рано или поздно теряют свои первоначальные свойства, разрушаются и приходят в негодность. Поэтому все дальнейшее изложение будет иметь целы объяснить читателю почему, с какой скоростью и по каким механизмам происходит их разрушение. Такое понимание необходимо для того, чтобы можно было при проектировании создавать идеи надежных конструкций, в прочности которых мы были бы уверены. При этом необходимо учитывать тонкие механизмы разрушения реальных материалов. [c.104]

В данном разделе мы рассмотрим некоторые механизмы разрушения конструкционных материалов с позиций формирования переходного поверхностного слоя, который предшествует разрушению [c.126]

Описанный механизм кавитационного разрушения материалов является весьма схематичным и дает лишь первое представление о причинах кавитационной эрозии. Есть достаточно оснований полагать, что в этом процессе участвует еще несколько факторов. В их числе химическая коррозия, электрохимические эффекты, проявляющиеся в появлении значительных электрических потенциалов в кавитационной зоне, а также значительные местные повышения температуры н свечение. Влияет также степень насыщения жидкости газом. [c.406]

Это представление чрезвычайно узкое, так как на самом деле разрушение всегда развивается во времени с той или иной скоростью. Отчасти этот факт учитывается в критериях длительной прочности (см. 8.10) и при исследовании циклической прочности (см. 8.9), где описание явления идет на феноменологическом уровне без особых притязаний на объяснение происходящих при этом глубинных процессов разрушения в материалах. В то же время не представляется возможным грамотно конструировать и рассчитывать на прочность конструкции без ясного представления механизмов разрушения. Усилия многих ученых и научных коллективов направлены на решение этой чрезвычайно важной научной и технической проблемы. Достигнутые результаты уже находят применение в практике расчетов на прочность. Ниже в общих чертах описаны основные результаты, касающиеся в первую очередь объяснения процесса разрушения металлов. [c.182]

Таким образом, модель Гриффитса представляется качественно правдоподобной. Можно было бы пойти и дальше и попытаться дать количественную оценку коэффициента А для различных напряженных состояний и различных форм возникающих трещин. Это неоднократно делали, и результаты числовых подсчетов, проведенных для хрупких материалов типа стекла, оказались вполне соответствующими реальности. Вместе с тем, однако, оказалось, что механизм разрушения выглядит значительно сложнее, чем в рассмотренной схеме. [c.369]

Первый способ подходит для пластичных материалов. Предполагается, что в основе механизма разрушения и предшествующей ему пластической деформации таких материалов лежат деформации сдвига и поэтому предельное состояние возникает тогда, когда максимальное напряжение сдвига достигает предела текучести на сдвиг, т. е. когда [c.158]

Этот способ дает несколько большую точность, чем первый, хотя разница между ними невелика, как видно из сравнения формул (6.26) и (6.28). Недостатком обоих этих способов является то, что, как показывают опыты, существует два разных механизма разрушения, первый из которых связан со сдвигом или скольжением слоев, а второй — с их отрывом. С другой стороны, многие материалы имеют различные диаграммы растяжения н сжатия, как это видно, например, на рис. 4.14. [c.159]

Карты механизмов деформации и разрушения, предложенные Эшби и соавторами [30—32], являются заметным этапом развития современной физики прочности. Благодаря им появилась возможность свести в единую логическую систему взглядов многочисленные результаты самых разнообразных исследований в области пластической деформации и разрушения материалов. Простая и наглядная форма взаимосвязи механизмов деформации с уровнем механических свойств материала в широком диапазоне температур позволяет выделить основной механизм деформации в каждом из температурных интервалов. При этом карты Эшби несут как бы двойную нагрузку, с одной стороны, они являются фактически механическим паспортом материала, а с другой,— акцентируют внимание на узловых и, следовательно, наиболее актуальных и перспективных направлениях исследований. [c.18]

Влияние температуры на вязкость разрушения путем слияния пор до сих пор остается практически неизученным. Имеются многочисленные данные по изучению вязкости разрушения пластичных материалов, однако конкретных указаний о механизмах разрушения нет.. Можно полагать, что в этих случаях материалы разрушались слиянием пор, тогда влияние температуры на вязкость разрушения путем слияния пор состоит в ее повышении с понижением температуры [388]. В работе [384] указано, что для малоуглеродистой стали характерна снижение вязкости разрушения в интервале температур пластичного-разрушения, причем при повышении температуры от 120 К до комнатной вязкость разрушения снижается более чем вдвое. [c.201]

Природа устроена очень гармонично. Тот путь, который с>на использует для создания чего-либо, она применяет (только в обратном порядке) и для разрушения. При разливе вина бутылку сначала зак-упоривают пробкой, затем для герметичности обклеивают пленкой (раньше бутылки запечатывали сверху сургучом). Открывая бутылку вина, попробуйте вынуть пробку наружу раньше, чем вы снимете пленку. Если это кому-то удастся проделать, мы будем вынуждены признать свою неправоту. А пока мы все же уэверждаем, что механизмы разрушения материалов закладываются в процессе их формирования. Этот простой закон действует повсеместно. [c.20]

В природе все взаимосвязано. Создание и разрушение - взаимообрат-ные процессы, поэтому механизмы разрушения материалов закладываются в процессе их формирования. Это очевидно для любых механических систем. Так, разборка любого агрегата может осушествиться лишь в последовательности, обратной последовательности сборки. Исходя из этого принципа, многоуровневая структура металлических материалов предполагает мно-гоуровневость и многостадийность процессов их разрушения. [c.108]

Исследованы механизмы разрушения материалов, армированных волокнами при статическом и циклическом нагружениях. Показана важность и Необходимость рассмотрения разрушения композитов на микроуровне. Причина этого заключается в первую очередь в присущей этим материалам неоднородности и анизотропии, приводящим к существованию многочисленных плоскостей слабого сопротивления (например, сдвигу и поперечному отрыву), по которым, как правило, распространяются трещины. В начале главы коротко рассмотрены виды разрушения однонаправленных слоистых композитов без надрезов при растяжении — сжатии в направлении армирования и перпендикулярном направлении, а также при сдвиге. Акцент сделан на особенностях разрушения этих композитов на уровне компонент. Макроповедение композитов оценивалось на основании анализа неустойчивого развития повреждений, возникших на микроуровне. При помощи модели, названной моделью сдвигового анализа, учитывающей неоднородность композита на микроуровне, теоретически обосновано аномальное влияние диаметра отверстия в слоистом композите на несущую способность. Этот метод анализа также использован для моделирования поведения слоистого композита со сквозным отверстием. [c.33]

Грант Н. Дж. Межкристаллитное разрушение при высоких температурах. — В кн. Атомный механизм разрушения. Материалы международной конференции по вопросам разрушения в 1959 г. в Свомпскотте. Пер. с англ. Под ред. М. А. Штремеля. М., Металлургиздат, 1963, с. 575—592. [c.194]

Розенберг В. М., Ползучесть металлов, Металлургия , М., 1969 Джифки НС Р. К-, Механизм межкристаллитного разрушения при повышенных температурах, в сборнике Атомный механизм разрушения>. Материалы Международной конференции по вопросам разрушения, состоявшейся в апреле (12—16) 1959 г. в Свампскотте (США), пер. с англ. под ред. М. А. Штремеля, Металлургиздат, 1963, стр. 593—647. Грант Н. Цж., Межкристаллитное разрушение при высоких температурах, в том же сборнике, стр. 575—592. [c.593]

Классическая и дислокационная теория хрупкого разрушения.—В кн. Атомный механизм разрушения. Материалы международ. конф. по вопр. разрушения, состоявшейся в апреле 1959 г. в Свомпскотте (США). Пер. с англ. Под ред. М. А. Штремеля. М., Металлургиздат, 1963, с. 170—184. [c.85]

Атомный механизм разрушения. Материалы Международной конференции по вопросам разрушения, состоявшейся в апреле 1959 г. в Свомпскотте (США). Пер. с англ. Под ред. М. А. Штремеля. М., Металлургиздат, 1963, 660 с. [c.209]

Из приведенного анализа структурных напряжений при расслаивании материала 4П следует, что реализация механизма расслаивания, пространственно-армированного прямыми волокнами материала, зависит от ряда факторов. На нее могут влиять не только геометрия структуры армирования, но и размеры образцов, вид их нагружения. Условия, при которых происходит смена механизма разрушения от расслаивания по границе фаз до разрушения матрицы и волокон, исследованы пока недостаточно. Изучение такого рода переключения ь механизмах разрушения миогона-правленных пространственно-армированных материалов имеет принципиальное значение при определении прочности, целевом использовании материалов в различных деталях, стро-1 он регламентации их нагружения. [c.200]

При систематическом исследовании с помощью растрового электронного микроскопа изломов материалов на основе переходных ОЦК-металлов, подвергнутых испытанию на одноосное растяжение в щи-роком интервале температур испытания и претерпевших хрупко-пластичный переход [951, установлено, что все кажущееся многообразие видов поверхностей разрушения может быть описано как результат действия весьма ограниченного числа механизмов разрушения, модифицированных влиянием структуры материала и температурно-скоростных условий нагружения. Следует выделить следующие механизмы разрущения скол, слияние пор, хрупкое межзеренное (межъячеистое) разрушение. [c.187]

Исследованию влияния температуры на энергетические характеристики разрушения сколом, несмотря на явную важность, до сих пор уделялось крайце мало внимания. В литературе имеются отрывочные сведения по этому вопросу, да и то на основании предположений о действии возможного механизма, поскольку влияние температуры на вязкость разрушения материалов обычно анализируется без учета механизма разрушения. [c.192]

Как было показано выше, типичным механизмом разрушения однофазных ОЦК-металлов является механизм скачкообразного подрастания докритической трещины, который не наблюдается в дисперсно-упрочненных материалах. Основной причиной, объясняющей отсутствие этого механизма, наряду с легкостью развития межзеренного разрушения, является легкость зарождения пор. Поры, как уже указывалось ранее, образуются в результате разрушения хрупких частиц и их межфазных границ. Так, если в однофазном молибдене МТ образование пор начинается лишь при 20—30 % пластической деформации [387], когда в области шейки образуется ячеистая дислокационная структура, то в дисперсноупрочненных сплавах микротрещины, т. е. зародыши пор, образуются либо еще в области упругой деформации, либо уже при 3—5 % пластической деформации. [c.210]

Обзорные работы Эшби [434—436], в которых для материалов различных классов были построены и проанализированы карты механизмов разрушения, сыграли валгную роль в обобщении многочисленных экспериментальных и теоретических исследований процесса разрушения. Однако применительно к вопросам пластичного разрушения, представляющим процесс развития и накопления дефектов в материале при деформировании, карты Эшби оказываются недостаточными для анализа и прогнозирования поведения материалов при нагружении, поскольку они не отражают динамику процесса [4371. В последующих работах Эшби [370, 393] разработана простая модель пластичного разрушения, учитывающая накопление в материале повреждаемости и тип напряженного состояния. [c.213]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...