Остановка трещины

Исследования барьерной роли микронапряжений и составляющих деформационной субструктуры позволили установить, что с ростом пластической деформации эффективность указанных барьеров по остановке трещин увеличивается. Используя взаимосвязь критического напряжения хрупкого разрушения S с сопротивлением материала развитию микротрещин, т. е. с барьерами различной природы, предложен подход к аналитическому прогнозированию S в статически и циклически деформированном материале. Оказалось, что S независимо от истории нагружения монотонно увеличивается с ростом накопленной деформации, мерой которой может служить параметр Одквиста. [c.147]

Рис. 21.5. Схема остановки трещины.

Для вскрытия поверхности образец после остановки трещины был доломан. На этом-изломе видны следы шевронного рельефа, который лучше проявляется при более медленном развитии трещины перед ее остановкой. [c.21]

Величина р зависит от предела текучести и условий инициирования хрупкого разрушения (рис. 3.3). Величины Pft по условию остановки трещин получаются выше, чем по условию их возникновения и в том и в другом случае меньшим значениям Ото соответствуют более высокие значения 3ft. [c.41]

Рис. 3.9. Схема неизотермических испытаний по остановке трещины

Таким образом, определение характеристик кт, Gi и Ki осуществляется на стадии статического или динамического инициирования, стадии распространения и стадии остановки трещины. [c.52]

Для определения Ki по стадии остановки трещины используют образцы (см. рис. 3.11,ж) с уменьшенной толщиной сечения Hi в направлении развития трещины при соотношении размеров Ll = 2Я Li=H L = 0,8H-, В = = 1,ЗЯ Hi = 0,75H. Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в этом случае равно [c.54]

В процессе торможения трещины при переходе на меньший уровень нагружения на восходящей ветви нагрузки последующих циклов нагружения сигналы АЭ дискретного типа не наблюдаются в связи с частичной задержкой или остановкой трещины. Вместе с тем на нисходящей ветви нагрузки с возрастанием числа циклов нагружения имеет место формирование сигналов АЭ непрерывного типа. Отсутствие сигналов АЭ дискретного типа на восходящей ветви нагрузки подтверждает мысль о том, что этот сигнал связан с процессом именно разрушения материала в момент начала раскрытия берегов трещины. Нарастание сигналов непрерывного типа свидетельствует о протекании в вершине трещины разрыхления материала в результате пластической деформации и его подготовка к развитию трещины на новом уровне напряжения. Такая ситуация характерна и в каждом цикле нагружения образца в процессе непрерывного подрастания трещины, что свидетельствует о влиянии полуцикла разгрузки на процесс формирования усталостных бороздок. Помимо того, важно подчеркнуть, что полученная закономерность формирования сигналов АЭ указывает на продолжение процесса пластической деформации материала и после закрытия берегов усталостной трещины до полной разгрузки образца. [c.167]

Вместе с тем исследования титанового сплава IMI 834 показали существование еще одной пороговой величины, максимального КИН при достижении которой развитие трещины продолжается, несмотря на уменьшение размаха КИН ниже пороговой величины (АКт) [30]. Испытания компактных образцов были выполнены с постоянной величиной максимального КИН и постепенным уменьшением размаха КИН в направлении развития трещины. Цель экспериментов состояла в получении порогового размаха КИН для момента зарождения трещин при разном уровне асимметрии цикла. В выполненных экспериментах последовательное снижение размаха КИН в направлении роста трещины приводило к остановке трещины при достижении величины (AKf) около [c.297]

Второй этап — остановка трещины и ее медленное подрастание в пределах зоны пластической деформации до точки 3 (рис. 8.25). Оценивается экспериментально по критерию длительности задержки трещины. Длина трещины 013 может быть получена расчетным путем на основе уравнений (2.2), как размер зоны пластической деформации в разных направлениях от вершины трещины. [c.440]

Наиболее сложная ситуация управления кинетикой усталостных трещин возникает в тех зонах конструкции, где доступа к зоне трещины нет для проведения технологических операций по "залечиванию" или остановке трещины. Применительно к таким ситуациям предложено снижать интенсивность напряженного состояния зон с усталостными трещинами, доступ к которым организационно невозможен без нарущения целостности самой конструкции, за счет усиления близлежащих зон конструкции [71, 72]. Суть таких подходов состоит в снижении концентрации нагрузки за счет передачи нагрузки в зону, удаленную от трещины, где доступ к детали свободен и возможна реализация технологических операций для ее остановки. Наиболее простой операцией является наваривание пластины металла над зоной трещины. Нагрузка, передаваемая через неразрушенную часть металла, будет восприниматься наваренными пластинами, а зона трещины тем самым будет разгружена. [c.444]

Изменение геометрии фронта магистральной трещины по направлению ее развития от шлиц к зубчатому ободу колеса было обусловлено напряженным состоянием ЗК. Очаг расположения магистральной трещины был определен зоной выкрашивания шлица, тогда как наибольшие растягивающие напряжения в ЗК возникают у основания зубьев колеса в результате нагружения его зубьев. Поэтому на всем пути развития магистральной трещины имело место пространственное изменение ориентировки ее плоскости с частичной остановкой трещины на границе переориентировки при подходе к основанию зубьев колеса (рис. 13.20). [c.691]

Оценка относительной живучести ЗК показывает, что она составляет 4-7 %. Эта оценка не включает в себя длительность остановки трещин при их переориентировке. Магистральная усталостная трещина берет свое начало от зоны первоначального разрушения одного из шлиц, и тем самым ее зарождение в зубчатых колесах является более ранним, чем при естественном исчерпании устало- [c.694]

В электролите с высокой удельной электропроводностью и при значительной поляризуемости стенок трещины глубина защиты может оказаться достаточной для полной защиты и остановки трещины. Так, если катодный процесс контролируется ионизацией кислорода (тафелевская константа 6 = 112 мВ) в электролите с р = 2 Ом-см для = 200 мВ, критическая глубина защиты по сравнению с примером, приведенным на рис. 91, возрастает почти на порядок. [c.201]

Существуют схемы остановки трещины, основанные на предположении о том, что в определенных условиях напряжения, необходимые для развития усталостной трещины, могу- быть больше напряжений, необходимых для ее возникновения [c.18]

Причины торможения трещин, связанные с влиянием среды, в основном сводятся к усилению эффектов изменения напряженного состояния или свойств материала. Так, упрочнение в вершине трещины, недостаточное для торможения ее роста при одной температуре, может оказаться существенно большим и затормозить ее при другой температуре. В этом случае эффект воздействия температуры является обязательным для полной остановки трещины. [c.19]

Причины остановки трещины, связанные с напряженным состоянием у ее вершины [c.20]

Иногда целесообразна оценка динамической трещиностойко-СТИ1 т. е. трещиностойкости материалов при нагружении с большими скоростями. Кроме того что многие детали машин и элементы конструкций работают в условиях ударных нагрузок и тем самым привлекают к себе внимание специалистов в области механики разрушения и конструкторов, создаюш их образцы новой техники, интерес к динамической треш иностойкости определяется также и развитием теории остановки трещин [235, 243]. Как известно, в хрупких материалах трещина может перемещаться с большой скоростью, поэтому для описания кинетики ее распространения и остановки необходимо учитывать динамические эффекты. [c.147]

МР 71-82. Методические указания. Расчеты и испытания на прочносдъ в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) на стадии остановки трещины.— ВНИИНМАШ, 1982.— 27 с. [c.204]

Переход к меньшему уровню максимального напряжения цикла, который приводит к снижению СРТ, может сопровождаться постепенной сменой механизма разрушения по мере увеличения соотношения между предыдущим и последующим КИН. После смены режима нагружения имеет место зона псевдобороздчатого рельефа, которая отражает переход к припороговой области скорости роста трещины. При возрастании указанного выше соотношения наступает некоторая задержка развития трещины (рис. 8.7). И в зависимости от типа материала при соотношении между предыдущим и последующим КИН менее 0,4 может иметь место существенная остановка трещины в течение более 10 циклов. [c.406]

Блочное изменение соотношения главных напряжений рассмотренно при = 115 МПа с частотой 10 Гц. Происходит монотонное снижение скорости роста усталостной трещины и шага усталостных бороздок по мере возрастания соотношения (рис. 8.11). Переход в область к(,> 1,0 сопровождается быстрым возрастанием указанных параметров при возрастании Поэтому естественно ожидать при блочном изменении взаимное влияние зон пластической деформации от предыдущего и последующего соотношений главных напряжений из-за взаимодействия нагрузок с задержкой и даже остановкой трещины. [c.415]

Рис. 8.16. Зависимости длины усталостной трещины а от числа циклов нагружения крестообразных образцов из сплава Д16Т в случае последовательного приложения трех однократных одноосных и двухосных перегрузок разного уровня. Цифры 1, 2, 3, 4 указывают последовательно моменты приложения перегрузки, остановки трещины после снижения скорости перед её задержкой, начала роста трещины после задержки трещины и выхода трещины из зоны влияния перегрузки

Первый этап — до остановки трещины в пределах сформированной в момент перегрузки зоны — не представляется пока возможным описать с позиций механики разрушения. Оценка соотношения между длиной участка первого этапа роста трещины и размером зоны пластической деформации по поверхности образцов показывает, что величина ЙД12 может составлять от 20 до 80 % от указанной зоны. Устойчивой зависимости размера участка 012 от параметров цикла нагружения или уровня двухосной перегрузки не выявлено, поэтому его величину определяют экспериментально из испытаний образцов. [c.440]

Усиление описанного эффекта может быть получено благодаря выполнению группы отверстий (А. с. 1299767 СССР. Опубл. 30.03.87. Бюл. № 12). В вершине трещины и на удалении от вершины выполняют отверстия симметрично но обеим сторонам плоскости трещины (рис. 8.30). Перед вершиной трещины выполняют два отверстия на расстоянии от ее вершины не более двух диаметров отверстий. В каждое отверстие устанавливают по две полувтулки с упорными буртами таким образом, чтобы упорные бурты соседних полувтулок расположились с разных сторон элемента конструкции. Плоскости разреза всех втулок ориентируют параллельно плоскости трещины, а соседние упорные бурты у отверстий в вершине трещины и перед ней располагают по одну сторону элемента конструкции. Расположение крепежа в отверстиях полувтулок позволяет создать при его затяжке не только радиальный натяг за счет буртов у полувтулок, но и скручивающий момент в плоскостях, параллельных плоскости трещины. Возникновение скручивающего момента служит предпосылкой создания контактного взаимодействия берегов трещины. Оно будет возникать в последующем, когда после частичной остановки трещины или ее задержки она начнет снова распространяться. Контактное взаимодействие берегов трещины (по плоскости скосов от пластической деформации) приведет к рассеиванию энергии от циклической нагрузки, и трещина будет развиваться с низкой скоростью. Причем учитывается и тот факт, что положительное влияние скручивающего момента на снижение скорости роста трещины проявляется при малых углах скручивания [76]. Поэтому в рассматриваемом способе используются полувтулки с буртами, позволяющими создавать именно малые углы скрз ивания. [c.447]

Длительность роста усталостной трещины в лопатках по числу полетов самолета и по числу циклов запуска и остановки двигателя определяют по регулярно формирующимся в их изломе усталостным макро- или мезолиниям в зависимости от того, каким образом блок нагрузок за полет повреждает материал [1-3]. Трещина в лопатке продвигается за короткий период времени из всего периода работы двигателя и останавливается, если вхождение в резонанс происходит 1 раз за полет. Длительная остановка трещины связана с формированием TynenbKii или уступа, что в зависимости от уровня повреждения выражено в формировании макро- или микроусталостной линии. Сама линия и площадка излома между двумя соседними линиями характеризуют накопление повреждений в лопатке за полет или цикл запуска и остановки двигателя (цикл ПЦН). [c.566]

Итак, каждый из этапов нагружения вызывает продвижение и остановку трещины в течение приблизительно одинакового числа циклов в пределах указанного выше интервала. В связи с этим для разрушенной лопасти (см. рис. 11.3) был проведен подробный анализ длите.дьности роста усталостной трещины между соседними усталостными линиями в направлении ее распространения (см. рис. 11.4) и по числу усталостных бороздок [c.571]

Из сопроводительной документации следовало, что вертолетом Ми-8МТВ-1 в предыдущий день перед разрушением лопасти в полете было осуществлено 18 полетов со средней продолжительностью 20 мин. Это означает, что число полетов по результатам измерения шага усталостных бороздок составляет 7-10. Очевидна близость длителт.-ыости и кинетики роста сквозной усталостной трещины по результатам макроскопической оценки числа сформированных блоков усталостных линий и по результатам измерений шага усталостных бороздок. Следует подчеркнуть, что эти оценки занижены по отношению к полному периоду распространения сквозной трещины в пределах одного-двух полетов. При формировании блоков усталостных линий происходило частичное торможение трещины, что выражается в снижении шага усталостных бороздок. Поскольку при переходе от несквозной трещины к сквозной величина измеренного шага мала, снижение скорости роста трещины при формировании усталостных линий на этой стадии роста могло быть таким, что некоторый период времени трещина вообще не распространялась после возникавшей перегрузки. Поэтому оцененное число циклов не охватывает всей полноты информации и закономерности продвижения и частичной остановки трещины после кратковременных перегрузок. [c.661]

Вибронапряжения в рассматриваемой детали могут возникать в результате пульсаций внутреннего давления. Они имеют нестационарный характер и разную но величине амплитуду и, следовательно, должны были вызывать формирование на поверхности излома весьма неравномерных по шагу усталостных бороздок. Тем более что в результате случайного характера нагружения на отдельных этапах повреждения должны были бы проявляться эффекты взаимодействия нагрузок в виде складчатости, зон вытягивания или линий смятия в результате кратковременной остановки трещины. По морфологии наблюдавшегося рельефа излома все перечисленные признаки случайного характера приложения к детали нагрузок отсутствовали. [c.743]

На фотографиях, приведенных на рис. 37, видны несколько тонких линий, исходящих из концов более четко различимой трещины. Эти линии яснее видны в первых кадрах и исчезают в дальнейшем. При осмотре образца после остановки трещины в этой области не оказалось видимых следов трещин. Модель была снова нагружена динамическим растяжением. На этот раз трещина распространилась далее в два других стеклянных бруска, где она разветвилась, что в конце концов привело к полному разрушению модели (рис. 40). Сравнение рис. 37 и 40 показывает, что трещина точно следует указанным начальным тонким линиям. Одно из предложенных объяснений этого явления состоит в том, что за пределами видимой трещины в результате первоначального нагружения возникает растрескивание или микроразрушение, сосредоточенное главным образом на поверхности образца. Его оптическое влияние на проходящий свет оказывается достаточно заметным, чтобы проявиться на фотогра- [c.544]

Наибольшее распространение получили различные схемы, объясняющие причину существования нераспространяющихся усталостных трещин изменением напряженного состояния у вершины трещины в связи с ее ростом. С этих позиций наиболее простым является объяснение, связанное с уменьшением действующих напряжений. Уменьшение действующих напряжений, вызывающее остановку трещины, может быть также результатом уменьшения жесткости детали при развитии в ней усталостной трещины, когда нагрук<ение детали происходит в режиме с постоянной амплитудой деформации. [c.18]

Так, при кручении алюминиевых призматических образцов (50X50 мм) с продольным острым концентратором напряжений обнаружено замедление роста усталостной трещины после нескольких первых сотен циклов нагружения. Последующее увеличение числа циклов нагружения привело к дальнейшему, периодически замедляющемуся росту трещины. Причем на каждом новом уровне развития прирост трещины был меньше, а замедление более длительным, чем предыдущие. Наконец, при значительном числе циклов нагружения трещина останавливалась совсем. Периодические остановки трещины на фоне общего замедления скорости ее развития прн кручении в рассматриваемом примере могут быть объяснены тем, что трещина наталкивается на какие-либо препятствия, например, в виде локально более твердых зерен. В зоне у вершины такой остановившейся трещины с увеличением числа циклов последующего нагружения накапливается пластическая деформация, и когда она превышает критический уровень, трещина вновь растет с противоположной стороны препятствия. Начальная скорость развития трещины на новом этапе больше (но меньше начальной скорости на предыдущем этапе), но эффект трения поверхностей снова и в большей степени снижает ее. Так будет продолжаться до тех пор, пока накапливаемая у вершины [c.40]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...