Трещина критическая

Описанный механизм характеризует так называемое хрупкое разрушение. Хрупкому разрушению предшествует пластическая деформация до достижения трещины критического размера и затем хрупкое бездислокационное разрушение. [c.72]

Это возможно по достижении д.пи-ны трещины критического размера (рис. 54). [c.75]

При изучении поведения параметра Т -интеграла и его использования для анализа динамического развития трещины были проведены следующие эксперименты. Пластина с центральной трещиной нагружалась динамически по закону = = а(т). После достижения в вершине трещины критического [c.263]

Прогноз субкритического развития трещины при вязком разрушении во многих случаях, как известно, проводится на основании концепции /д-кривых. Данная концепция весьма формальна и не отражает физической сущности рассматриваемого явления. Так, увеличение сопротивления росту трещины по мере ее развития, выраженное зависимостью Jr AL), связано с неоднозначностью описания НДС у вершины движущейся трещины с помощью /-интеграла реально сопротивление разрушению материала у вершины растущей трещины (критическая деформация е/) остается постоянным. Кроме того, Уд-кривые не инвариантны к схеме нагружения и типу образца, что ставит под сомнение их использование для анализа предельных состояний элементов конструкций с трещинами. [c.266]

Онределение числа циклов до достижения трещиной критического состояния при повторно статическом нагружении. [c.35]

При проведении расчетов по двум критериям (с целью определения Р , h) необходимо иметь в виду следующее. При расчете по с уменьшением длины трещины критическая нагрузка неограниченно возрастает, и это обстоятельство обусловливает применение теории только в области достаточно больших длин трещин и малых уровней критических напряжений по сравнению с Оо,2 (что обеспечивает малые размеры пластической зоны). При расчете по бс даже в области малых длин трещин напряжение может стать близким к пределу текучести или к пре- [c.131]

Для пластин ограниченных размеров при различных видах нагружения и расположения трещин критические значения Ки, /Сис, /Сшс определяются следующими формулами [c.734]

Наиболее простым случаем стационарного подвода энергии при циклическом нагружении материала является режим одноосного растяжения с неизменной во времени амплитудой, средним напряжением цикла, а также с неизменной во времени температурой, частотой и прочее. В эволюции состояния элемента конструкции можно выделить, по крайней мере, два критических положения или две критические ситуации момент возникновения трещины, когда устойчивость системы сохраняется, но меняется способ поглощения циклической энергии, и момент достижения усталостной трещиной критических размеров, когда происходит переход от устойчивости к катастрофе, т. е. полное разрушение. Однако еще до возникновения трещины, так же как и в процессе ее распространения, [c.120]

Таким образом, работа корпусных деталей турбин в условиях воздействия высоких температур, нагрузок от внутреннего давления и периодических термических напряжений, возникающих, при переменных режимах работы, а также наличие исходных микро- и макродефектов приводит к развитию в металле отливок эксплуатационных трещин. В этом случае время образования трещины критической величины определяется не только жаропрочными свойствами, но в значительной степени свойствами трещиностойкости металла. [c.40]

Приближенные подходы (гипотетической трещины, критического расстояния) также достаточно хорошо описывают поведение косоугольно армированных слоистых композитов. [c.245]

Согласно теории временной прочности ( 1.14) при выдержке тела под напряжением в нем накапливаются дефекты, приводящие в конце концов к образованию трещин критического размера и наступлению стадии быстрого разрушения. Такое накопление дефектов происходит, в частности, при термоциклировании. Кроме того, могут возникать дополнительные внутренние напряжения из-га наличия градиента температуры внутри однородных областей структуры, Наконец, у таких материалов, как полимеры, в области низких температур возрастает модуль упругости и снижаются деформационные свойства вплоть до перехода их в хрупкое состояние. [c.86]

Циклическая вязкость разрушения К с—коэффициент интенсивности напряжений — в условиях плоской деформации в начале нестабильного роста трещины принята за показатель стойкости материала против хрупкого разрушения. Эта величина служит сравнительной характеристикой и может быть использована для расчетов с целью установления критических нагрузок и длин (глубин) трещин. С физической точки зрения К с отражает перераспределение напряжений в материале образца вследствие образования усталостной трещины, характеризуя величину усилий, передающихся через область у ее вершины. Циклическая вязкость разрушения, определяющая предельное состояние металла, является функцией межатомной связи и размера пластической деформации у вершины усталостной трещины критической длины. [c.111]

Изучение механики усталостных трещин началось после внедрения в практику исследований растрового электронного микроскопа, разрешающая способность которого позволяет четко разграничить стадии возникновения и развития трещин начиная с момента излома микроструктуры. На этом микроскопе удается наблюдать начало процесса концентрации рассеянных микротрещин и перерастания их в одну конечную трещину критического размера, которая под воздействием приложенных усилий после медленного роста переходит в катастрофическое состояние. Однако такой процесс не носит внезапного характера, он состоит из последовательного объединения соседних микротрещин, уменьшения числа микротрещин, размер которых увеличивается, и ускорения роста размеров одной из трещин. Такая трещина называется конечной, и именно она приводит к усталостному разрушению. Поэтому полное число циклов до разрушения составит [c.60]

В основу выражения (44) положен энергетический подход,, согласно которому энергия деформации, накопленная в области включения и расходующаяся только в результате локального пластического течения, должна превышать энергию поверхностей образующейся усталостной трещины. Критическое напряжение, соответствующее этому условию, можно рассчитать по формуле [c.124]

Известно [4, 5], что преде. 1 усталости при изгибе Ось зависит от толщины образца наибольший предел усталости у образцов малой толщины, с ростом толщины он понижается, а начиная с толпщны приблизительно 20—25 мм — не изменяется. Предел усталости образцов большой толщины равен пределу усталости при растяжении — сжатии. Максимальное превышение (для малых толщин) приблизительно равно 10—30 %. Это можно определить предположив, что размер критической микротрещины на пределе усталости 1с — постоянная величина материала. Пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений для тела, нагружаемого изгибом, равно пороговому значению для тела, нагружаемого растяжением — сжатием. Коэффициент интенсивности напряжений для тела, нагружаемого изгибом, приведен общим выражением (2), коэффициент интенсивности напряжений для образца при растяжении — сжатии дан выражением (3). Подставив вместо амплитуды напряжения. значение предела усталости и вместо длины трещины критическое значение 1с, получим [c.229]

Испокон веков стекло ценили за два прекрасных качества во-первых, оно прозрачно, а во-вторых, слабо проводит тепло. Однако стеклу всегда недоставало прочности, в 1921 году английский ученый А.-А. Гриффитс впервые теоретически и экспериментально доказал, что низкая прочность стекла обусловлена невидимыми простым глазом микротрещинами. В своих расчетах он учел внутренние силы — силы поверхностного натяжения —и получил для бесконечного хрупкого тела с прямолинейной трещиной (при условии, что напряжения приложены на бесконечности от трещины) критическое напряжение, по достижении [c.96]

Опасная природа многих криогенных жидкостей требует надежной методики расчетов для обеспечения достаточной конструктивной прочности. Основной проблемой является предотвращение возможности хрупкого разрушения, поскольку оно представляет собой внезапный и неконтролируемый процесс. Опыт эксплуатации многих конструкций показал, что в большинстве случаев хрупкое разрушение начинается с образования мелких трещин, которые в процессе эксплуатации развиваются и превращаются в трещины критических размеров. В соответствии с этим, рассматривая проблему разрушения, выделяют три основных момента 1) начальная трещина 2) развитие трещины [c.12]

Пересечение кривой /=f(Aa) с секущей //2от дает значение Ju, т. е. величину / в момент страгивания трещины. Критический коэффициент интенсивности напряжения в условиях плоской деформации Ki (J) определяли, исходя из /i , используя зависимость [7] [c.121]

При исследовании изменения прочности и деформационных свойств полимерных материалов в агрессивных средах наибольшее распространение получили два основных типа испытаний испытания на растяжение (изгиб) при постоянной нагрузке или при постоянном напряжении и испытания на растяжение (изгиб) при постоянной деформации. В первой группе испытаний в качестве параметров процесса разрушения выбирают время для полного разрушения стандартного образца при разных нагрузках (напряжениях) или время до появления видимых поверхностных трещин критическую деформацию разрушения критическое напряжение, на котором через определенное время появляются видимые трещины. Основными параметрами второй группы испытаний являются время растрескивания определенного числа деформированных образцов в жидкой среде скорость разрастания трещин в образце. [c.56]

Совпадение значений Кю, определенных циклическим методом и методом Ирвина, показывает, что при обоих видах испытания соблюдалось подобие напряженного состояния у вершины трещины критической длины. [c.84]

Концепция Жильмо предполагает возможность определения фундамен-xajibHoro параметра W , контролирующего зарождение трещины критического размера на основе данных испытания на растяжение. Однако в общем случае, как известно, деформация и энергия распределяются неоднородно по объему деформируемого металла. [c.279]

Критерий Орована-Ирвина. Е. Орован [28], а затем Г. Ирвин [29] предположили, что при образовании поверхностей раздела в пластичных материалах высвобождаемая энергия упругой деформации в значительной степени затрачивается на пластическое течение у вершины трещины. Критическое значение этой энергии существенно превышает величину поверхностной энергии 2 у. Это позволило представить зависимость между разрушающим напряжением Ос и длиной трещины с при плоской деформации в виде [c.290]

Основными характеристиками разрушения являются вязкость разрушения или критический коэффициент интенсивности напряжений и скорость роста трещины усталости. Характеристики разрушения при однократном нагружении определяют на образцах с заранее выращенными усталостными трещинами. Коэффициент интенсивности напряжений К характеризует концентрацию наппя-жений в вершине трещины в общем виде где а — напряжение в сечении брутто / — половина длины трещины у — функция, зависящая от геометрии образца и трещины. Критический коэффициент интенсивности напряжений определяют по моменту, при котором наступает нестабильный рост трещины. [c.80]

Для экспериментального исследования процесса устойчивого распространения трещины был применен метод автоматической записи длины трещины с использованием вихревых токов и разности электропотенциалов [14, 130], а образцы, содержащие трещины различной исходной длины, растягивались на 50-тонной гидравлической машине. При иснытаниях регистрировались одновременно нагрузка и приращение длины трещины (в одну сторону от оси образца) вплоть до достижения трещиной критической длины. Под критической длиной в экспериментах понимается такая длина трещины, но достижении которой дальнейшее разрушение образца происходит только за счет накопленной в образце (и в системе нагружения) упругой энергии. [c.264]

Ирвин Г38И предложил использовать в каиестве характеристики условий перехода от стабильного к нестабильному росту трещины критический коэффициент интенсивности напряжений [c.189]

При численном исследовании возможных путей зарождения и развития разрушения в слоистом композите из N (- 50) параллельных элементов под действием растягивающего напряжения о Скоп и Аргон [32] нашли, что определяющим видом устойчивого развития разрушения является симметричное распространение разрушения от изолированного зародьипа путем последующего разрушения двух соседних элементов. Разрушение в конце концов становится неустойчивым, когда разрушенные близлежащие элементы образуют трещину критической для данного напряжения длины. В этот момент трещина быстро пройдет через деталь. [c.189]

Новая теория нераспространяющихся усталостных трещин, предложенная X. Фукухарой, основана на предположении о достижении амплитудой истинного напряжения в зоне вершины трещины критического разрушающего напряжения. Анализ амплитуд истинных напряжений проведен с использованием закономерностей наложения концентраторов напряжений, а критическое напряжение разрушения определено с учетом влияния скорости нагружения и температуры. Теоретическое решение получено для изгиба при вращении круглых образцов с периферическим концентратором напряжений и растяжения-сжатия по симметричному циклу бесконечной пластины с центральным эллиптическим отверстием. Наиболее интересной особенностью полученного теоретического решения является его применимость для определения пределов выносливости как по трещино- [c.42]

Теоретическое исследование нераспространяющихся усталостных трещин может быть проведено на основе анализа амплитуд истинных напряжений, действующих в вершине трещины, и условий достижения этими амплитудами критического значения с учетом влияния скорости нагр жения и температуры. Будет ли дальше распространяться возникшая и развившаяся на некоторую глубину усталостная трещина в вершине надреза при дальнейшем увеличении числа циклов нагружения, зависит от того, превышает или нет амплитуда истинного напряжения в зоне у вершины трещины критический предел прочности материала [21. Если амплитуда истинного напряжения у вершины трещины превышает критическое напряжение, то в рассматри-ваемой зоне возникает новая усталостная трещина. Если же критическое напряжение достигнуто не будет, то дальнейшего развития трещины не произойдет и такая трещина станет нерас-пространяющейся. Это предположение основано на экспериментах, в которых было показано, что пределы выносливости образцов с развившейся на некоторую глубину трещиной при испытании на растяжение-сжатие практически не зависят от номинального среднего напряжения цикла, а зависят только от амплитуды номинального напряжения. [c.58]

Исследование закономерностей усталостного разрушения металлов показало, что длительность периода развития усталостных трещин может составлять основную часть общей долговечности образца. Известно, что отношение числа циклов, необходимых для зарождения трещины, к числу циклов распространения трещины до разрушения образца зависит от механических свойств материала и уровня амплитуды напряжения. С повышением амплитуды напряжения это соотношение понижается и в малоцикловой области числом циклов, необходимым для зарождения трещины, можно пренебречь, Прямые наблюдения развития микротрещииы при циклическом нагружении металлов позволяют высказать гипотезу о возникновении трещин критической длины в конце стадии зарождения, которой соответствует число циклов на экспериментально определенной линии повреждаемости (линия Френча). Трещины критической длины возникают также при нагружении исследуемых металлов с амплитудой напряжения, равной пределу усталости. При определенных условиях они являются нераспространяющимися трещинами и определяют предел усталости металлов с точки зрения механики разрушения. [c.14]

В области предела выносливости находится в соответствии с уравнением (13) резкий излом, и предел усталости можно в соответствии с другими гипотезами объяснять как амплитуду напряжения, или амплитуду пластической деформации, при которой зародившаяся трещина критической длины о не распространяется. Сравнивая результаты вычисления с экспериментально определенной кривой усталости во всем диапазоне чисел циклов до разрушения, видим, что в области высокого числа цик.лов до разрушения будет играть значительную роль стадия зароящения усталостной трещины. [c.18]

За параметр повреждаемости и критерий разрушения твердого тела принимается плотность внутренней энергии и, накопленной в деформируемом элементе тела. В соответствии с термодинамической теорией тело считается разрушенным, если хотя бы в одном макрообъеме, ответственном за разрушение, плотность внутренней энергии достигает предельной (критической) величины u . Этому моменту соответствуют образование в теле трещины критического размера и резкая локализация процесса в устье трещины и ее развитие (движение) по механизму Гриффитса. Условие разрушения записывается в виде [c.88]

В случае, когда поле напряжений в окрестности трещины является трехмерным и разность между тремя главными напряжениями не равна нулю, возникагот октаэдрические напрян ения, инициирующие квазиупругий или упругопластический отрыв. Появление октаэдрических сдвиговых напряжений на фронте трещины критической величины — причина скачкообразного изменения скорости роста трещины при ее субкритическом росте и смены контролирующего механизма разрушения. Учитывая определяющую роль октаэдрических сдвиговых напряжений в росте усталостной трещины при упругопластическом поведении материала, за параметр, контролирующий достижение максимального значения вплоть до которого тре- [c.196]

Предложена модель развития усталостной трещины, которая при наличии таких свойств материала, как предел текучести, прочности, критическое раскрытие трещины, критический коэффициент интенсивности напряжений, постоянные уравнения Мэнсона — Коффина позволяет рассчитать скорость роста усталостных трещин при постоянном уровне нагружения. [c.429]

В условиях недостаточности статистической информации об отказах большинства оборудования реакторных установок АЭС, включая трубопроводы и арматуру контура циркуляции, для оценки вероятности отказа НК была использована физикостатистическая модель. Эта модель надежности НК базировалась на оценке вероятности достижения трещиной критического размера в кольцевых и продольных швах корпуса коллектора и сварных швах приварки патрубков трубопроводов. При этом для каждого типа сварного шва НК была построена модель разрыва, учитывающая предельное состояние в области шва, кинетику циклического роста трещин и функцию распределения [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...