Критерий хрупкого

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

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]

ФОРМУЛИРОВКА КРИТЕРИЯ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.67]

Учитывая условия зарождения (2.7), страгивания и распространения (2.9) микротрещины скола, критерий хрупкого разрушения в общем случае можно представить в виде [c.71]

Следует отметить, что в (2.11) физический смысл S вполне соответствует интерпретации этого параметра, достаточно устоявшейся в настоящее время критическое напряжение хрупкого разрушения S является параметром, достижение которого наибольшими главными напряжениями является достаточным условием для реализации хрупкого разрушения, т. е. для обеспечения страгивания и распространения микротрещины. При этом в качестве необходимого условия выступает условие зарождения микротрещин, которое многие исследователи, например в работах [101, 149—151], принимают в виде (2.3). В предлагаемом критерии хрупкого разрушения (2.11) необходимое условие хрупкого разрушения соответствует условию зарождения микротрещин скола в виде (2.7). Как уже говорилось, разрушающее напряжение а/ при одноосном растяжении образцов в диапазоне температур Го Г Тем (см. рис. 2.6 и 2.7) совпадает с напряжением распространения микротрещин Ор, тождественно равным S , что позволяет получать значения S (x) на основании указанных предельно простых экспериментов. Однако совпадение а/ с S не является общим правилом даже при хрупком разрыве в условиях одноосного растяжения в области температур Т <То разрушающее напряжение а/ не является напряжением распространения микротрещин (см. рис. 2.7), а соответствует напряжению, при котором выполняется условие зарождения микротрещин. Такая же ситуация наблюдается при хрупком разрыве в условиях объемного напряженного состояния, например при разрушении образцов с концентраторами и трещинами (см. подразделы 2.1.4 и 4.2.2). [c.72]

Использование в критерии хрупкого разрушения (2.11) характеристики материала S ставит задачу изучения зависимостей критического разрушающего напряжения от различных факторов температуры, предварительной деформации, истории [c.72]

Следует также отметить, что прогнозируемая на основании моделей (4.56) и (4.57) зависимость Ki T) имеет не соответствующий экспериментальным данным большой скачок при переходе от хрупкого разрушения к вязкому. Указанные недостатки традиционных моделей, по нашему мнению, можно устранить, используя разработанные (см. подразделы 2.1.2 и 2.2.2) формулировки локальных критериев хрупкого и вязкого разрушений. [c.230]

Анализ известных моделей, прогнозирующих статическую трещиностойкость, по критерию страгивания трещины показал, что они во многих случаях дают результаты, не адекватные экспериментальным данным. Причиной такого несоответствия, в частности, является использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1). Использование критериев хрупкого и вязкого разрушений в виде (2.11) и (2.63) в сочетании с данными [c.265]

Еще раз на простом примере поясним, зачем все это нужно. До сих пор мы без критериев пластичности и критериев хрупкого разрушения свободно обходились. И действительно. Представим себе брус, нагруженный силой (рис. 51, а). Наибольший момент возникает в заделке. Наибольшее растягивающее напряжение возникает в точке А. Это напряжение мы определяем известным нам способом. Найденное напряжение сравниваем с пределом текучести и определяем коэффициент запаса. Если полученное значение коэффи- [c.79]

В качестве деформационного критерия хрупкого разрушения можно использовать протяженность пластической зоны, приближенно определяемой выражением (2.13) с учетом соотношений (2.19) для растянутой пластины большой ширины с поперечной трещиной [c.33]

Рассмотрим некоторые классические критерии пластичности и хрупкого разрушения, разработанные для однородных металлов и являющиеся основой для построения распространенных критериев прочности для композиционных материалов. Несмотря на то, что природа текучести и хрупкого разрушения существенно различна, один из рассмотренных ниже критериев пластичности послужил основой для построения нескольких критериев хрупкого разрушения композиционных материалов. [c.64]

В процессе циклического нагружения также снижается хрупкая прочность и повышается критическая температура хрупкости. Заметное снижение критериев хрупкой прочности должно наблюдаться не сразу после приложения циклической нагрузки, а после определенного числа циклов нагружения, соответствующего накоплению в кристаллической решетке металла изменений (разрыхление кристаллической решетки, связанное с образованием ультра- и субмикроскопических нарушений сплошности). [c.33]

Критерий хрупкого разрушения (критерий Мора). Согласно этому критерию разрушение происходит по площадкам с экстремальными касательными напряжениями из-за действия нормальных и касательных напряжений [c.410]

Кроме силовых критериев хрупкого разрушения типа (1.70), для описания условий разрушения тел с трещинами используются также энергетические и деформационные [22, 23] критерии. Первые из них предполагают либо определение энергии продвижения трещины на единицу длины G, вычисляемой при хрупком статистическом разрушении пластины бесконечных размеров и единичной толщины как (1.71), либо критическое напряжение через энергию, необходимую для образования свободных поверхностей в виде (1.72), (где Е — модуль нормальной упругости), либо работа А, совершаемая до начала спонтанного разрушения на единицу площади трещины F в виде (1.73). [c.22]

Оценка предельной несущей способности конструкционных сплавов и конструктивных элементов при наличии в них трещин в условиях циклического нагружения, особенно при хрупком характере разрушения, является сложной задачей. К настоящему времени разработаны в основном вопросы и предложены критерии хрупкого разрушения при статическом нагружении. [c.198]

В [1, 2] предложен новый критерий хрупкого разрушения, позволяющий по информации о напряжениях, предоставляемой классической теорией упругости, судить о прочности тела как в регулярных, так и в сингулярных точках (при сингулярности вида / ") [c.82]

Наиболее известным деформационным критерием разрушения является критерий Леонова — Панасюка — Дагдейла. В настоящей книге предлагается и обсуждается также деформационный критерий иного типа применительно к проблемам разрушения металлов. При рассмотрении конкретных задач в книге широко применяется предложенный В. В. Новожиловым критерий хрупкого разрушения, учитывающий структурные характеристики материала. Особое внимание уделено в монографии вопросам влияния математических форм изображения реальных трещин на величину разрушающих нагрузок. [c.6]

Энергетические и силовые критерии хрупкого разрушения [c.136]

Н о в о ж и л о в В. В. а) О необходимом и достаточном критерии хрупкой прочности.— ПММ, 1969, в. 2. б) К основам теории равновесных трещин в упругих телах.— ПММ, 1969, в. 5. [c.252]

Существенным шагом в развитии критериев хрупкого разрушения являются исследования Л. А. Копельмана [101], который записывает критерий хрупкого разрушения для случая объемного напряженного состояния (ОНС) в виде двух условий [c.58]

Для обоснования условия зарождения микротрещин скола на пределе текучести обычно используют факт наличия микротрещин и микронесплошностей на самых ранних стадиях пластической деформации. В то же время анализ экспериментальных результатов, представленных схематически на рис. 2.6,6, а также проведенные нами исследования [2, 131] (см. также подраздел 2.1.4) показали, что зарождение микротрещин скола, приводящих к хрупкому разрушению, может происходить при напряжениях, существенно превышающих предел текучести. Для того чтобы разрешить это противоречие, ответим на вопрос условие зарождения каких микротрещин должно входить в критерий хрупкого разрушения Как уже обсуждалось, микротрещи- [c.67]

В то же время использование предлагаемого в настоящей работе модифицированного критерия хрупкого разрушения (2.11) позволяет не только удовлетворительно описать температурную зависимость К с Т), но также дает весьма адекватный прогноз влияния предварительной деформации на трещиностой-кость стали 15Х2МФА. [c.238]

Для хрупких материалов в 1 квадранте диаграммы предельных напряжений и в значительной части IV (или II) квадранта первая гипотеза хорошо согласуется с опытными данными (см. рис. VIII.3, VI11.4 и VIII.5). В этих случаях ею и следует пользоваться, рассматривая ее как гипотезу, устанавливающую критерий хрупкого разрушения. [c.228]

Л. А. Griffith Самопроизвольный рост трещины начинается в тот момент, когда освобождающаяся упругая энергия тела, отнесенная к единичному приращению площади трещины, станет равной удельной поверхностной энер1ии тела (критерий хрупкого разрушения) [c.479]

Упругопластическоё распределение деформации в окрестности трещины является основой для определения деформационных критериев хрупкого разрушения. Ранее приведенное выражение для коэффициента интенсивности напряжений К=Оу Y2ж) позволяет приближенно определить протяженность пластической зоны (зоны текучести) Гт на продолжении трещины. Полагая в конце пластической зоны равенство местных напряжений Оу пределу текучести От, можно записать [c.30]

Приведенные данные оправдывают упрощенные модели упругопластичееких состояний тел с трещинами, используемые при установлении деформационных критериев хрупкого разрушения, когда области пластического состояния металла на конце трещины перед разрушением остаются незначительными по сравнению с размерами трещины. Это свойственно более интенсивно упрочняющимся металлам пониженной пластичности и более хрупким их состояниям при понижении температуры и повышении скорости деформирования. [c.32]

Если наша цель состоит в разработке критерия вязкого разрушения в столь же общем виде, как и используемый критерий Гриффитса при хрупком разрушении, то эта цель пока еще не достигнута. Причина состоит в том, что простые модели, которые могут быть описаны теоретически, не соответствуют действительным сложным условиям. Мак-Клинток [62] отметил, что критерий хрупкого разрушения связан только с текущим напряженным состоянием, тогда как при вязком разрыве размеры пустот и их взаимодействие зависят от всей истории изменения напряжений и деформаций образца. Расчет требует количественной оценки каждой из следующих трех стадий возникновение, рост и слияние пор. Дислокационные представления пригодны главным образом для первой стадии, для второй и третьей стадий в связи с большими деформациями необходимы теории пластичности сплошной среды. Эти теории основываются на специальных моделях роста пустот, а критерии разрушения связываются с их слиянием. [c.76]

Развитие представлений об условиях образования хрупких состояшгй привело к понятиям о температурном запасе вязкости, о первой и второй критической температурах как характеризующих соответственно квази-хрункое и хрупкое состояние. Энергетическая трактовка в упруго-нласти-ческой постановке условий распространения инициированной трещины дала возможность охарактеризовать критический размер трещин или дефектов, способствующих возникновению хрупких разрушений, а путем применения статических представлений о вероятности существования опасных дефектов в напрягаемых объемах — оценить роль абсолютных размеров на прочность при хрупких состояниях. Результаты исследований критерием хрупкого разрушения обосновали методы испытания, позволяющие определять критические температуры и размеры трещин, а также разрушающие напряжения при квазихрупком и хрупком состоянии, необходимые для выбора материалов, производственных и эксплуатационных условий, исключающих воз-мон ность хрупких разрушений. [c.41]

Наиболее важные результаты былн получены в области исследования со- противления однократному статическому н динамическому разрушению с учетом начальных макродефектов на базе линейной и нелинейной механики разрушения. Это в первую очередь относится к разработке теории и критериев хрупкого и квазихруикого разрушений упругих и упругопластических тел с трещинами. К числу силовых, энергетических и деформационных критериев относятся критические значения коэффициентов интенсивности напряжений Ки и Кс, пределов трещиностойкости энергии разрушения Gi , G , Уь J , раскрытия трещин или бе, а также критические деформации в вершине трещин е . Для определения указанных характеристик известны многочисленные методики испытаний — на статическое растяжение плоских и цилиндрических образцов с трещинами, на статический изгиб и внецентренное растяжение плоских образцов, на внутреннее давление сосудов, на растяжение центробежными силами при разгонных испытаниях дисков. [c.21]

Выдвинутый Уэллсом в работе [23] TOD-критерий хрупкого разрушения был развит благодаря поддержке Британского общества инженеров-сварщиков, однако связанные с этим критерием вычислительные проблемы и сложности экспериментального определения раскрытия вершины трещины [24] препятствовали его широкому распространению. Тем не менее благодаря развитию численных методов за последние годы эти проблемы в значительной мере (если не полностью) сняты, и, несмотря на то, что в США в последнее десятилетие большие усилия были затрачены на то, чтобы внедрить критерий /-интеграла, все большее внимание начинает привлекать критерий TOD [13]. [c.54]

ДЛИНЫ полоски пластического течения по Дагдейлу, причем TOD для центральной трещины в бесконечной растягиваемой плите используется в качестве нормирующей величины. На рис. 7 показано различие в несущей способности для четырех различных пластин для случая, когда в качестве критерия хрупкого разрушения используется критическое значение TOD. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...