Трещина начальная

Задачи о трещинах, так сказать, ломают каноны в результате приведенные выше формулировки ( 3) уже оказываются неадекватными проблеме. Например, деформации в вершине трещины велики, в то время как в основу приведенных выводов заложена малость деформаций. Трудность заключается в том, что трещина, начальная форма которой такова [c.331]

Опыт эксплуатации самых разнообразных машин (подвижного состава железных дорог, автомобилей и тракторов, сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин и т. д.) показывает, что в процессе работы могут появляться усталостные трещины в их элементах. Дефекты, заложенные в элементах машин еще при их изготовлении (трещины, непровары в сварных соединениях, неметаллические включения и рыхлоты в отливках и т. п.), могут играть роль начальных трещин. Начальные трещины развиваются под действием эксплуатационных нагрузок до тех пор, пока не достигают критических размеров, при которых происходит внезапное разрушение детали. Период работы конструкции (измеренный в километрах пробега, часах или годах работы, количестве полетов и т. п.) от момента возникновения первой макроскопической трещины усталости (протяженность которой обычно принимается равной 0,1-ьО,5 мм) до окончательного разрушения называют живучестью элемента конструкции или детали машины. [c.13]

Существенным результатом работы [117] является сближение представлений о механизмах малоцикловой усталости и роста трещин. Для описания малоцикловой усталости гладких образцов авторы используют модельное представление о наличии в них полукруглой поверхностной трещины начального радиуса Iq. Величина hJp связывается с hWp на основании полученного ранее решения [c.250]

Рассечем равномерно весь диапазон длин трещин /, представляющий физический интерес, и для каждой начальной длины / = /о, / i, /2, из этого диапазона снимем диаграмму Р - v при монотонном увеличении силы Ру фиксируя на каждой диаграмме точку начала роста трещины. Начальная трещина каждый раз должна создаваться искусственно (например, при помощи усталостного вибратора). [c.24]

Из рис. 1, а следует также, что трещина, пришедшая в движение при а = а , не будет распространяться неограниченно — она остановится. Характер роста трещины также зависит от ее начального радиуса i o Трещины, начальный радиус которых лежит в диапазоне Ri < Rq < R2, при достижении внешним напряжением значения скачком переходят из одного устойчивого состояния в другое. При этом рост трещин происходит за счет энергии упругой деформации, накопленной в материале, причем часть упругой энергии рассеивается, в частности излучается в виде акустических волн. После скачка трещины этой группы будут плавно подрастать по мере дальнейшего снижения внешней нагрузки. Найдем выражение для нового радиуса трещины R после скачка. Будем считать, что в процессе роста трещины поведение газа подчиняется изотермическому закону (процесс типа дросселирования), т.е. [c.104]

При дальнейшем снижении внешнего сжимающего напряжения, т.е. при а < ас I, трещина будет плавно подрастать по мере уменьшения а. Текущее значение радиуса, отвечающее напряжению а, определяется из уравнения (1.7) путем замены в нем а на а и /3 на /3 = (Ro R) , На рис. 1, а пунктиром показано поведение трещины начального радиуса Ro при полном сбросе внешней сжимающей нагрузки. [c.104]

Проведенная автором графоаналитическая обработка некоторых результатов опубликованных исследований, позволила представить графически (фиг. 13) зависимость необходимой и достаточной для предотвращения образования трещин начальной (перед сваркой) температуры низколегированной стали от значений ее эквивалента углерода по формуле (21) и толщины свариваемых деталей. [c.59]

Рис. 3-128. Выявляемость дефектов в виде узких трещин, / — начальный импульс 2 —импульс от дефекта 5 —дефект 4 — исследуемый объект 5 —пучок ультразвуковых волн.

Найдем асимптотически точные решения для линейно упрочняющегося и идеально упругопластического материалов. Основываясь на соотношениях (1.8)- (1.11) и учитывая, что вследствие неограниченности деформаций в окрестности края трещины начальный участок диаграммы т у), где т = 2Ц7, можно не принимать во внимание, запишем [c.133]

Рассматриваем бесконечную пластину в условиях плоского напряженного состояния. На отрезке 1x1 < / при у = 0 имеется трещина, начальная полудлина которой / = /q. Пластина растягивается в направлении по нормали к трещине, берега которой свободны от внешних напряжений. Задача описания напряженно-деформированного состояния пластины решается в постановке Дагдейла. Сохранив известное решение этой задачи [см. (5.14)- (5.18), (5.25)], учтем, что в действительности на продолжении трещины перемещения непрерывны и имеются лишь значительные пластические деформации в узкой вытянутой зоне / < X < L. В связи с этим дополним указанное решение предположением, что в области К х <Ь, 0 У<о (У- эйлерова координата, до деформации Y = у) имеется пластический слой , состоящий из не связанных между собой волокон, ориентированных вдоль оси У. В этом слое Оуу = о , о у = 0. Здесь и ниже (в отличие от 5) L - координата конца пластической зоны, длина которой равна L - [c.162]

Рассмотрим задачу о трещине, начальная длина которой равна нулю. В этом случае метод, основанный на последовательном учете взаимного влияния напряжений о (л у, изложенный в 5.4, не может быть применен. Если задача автомодельна и = t o(t/Xl / 2), то ее можно решить другим способом, например на основе метода функционально-инвариантных решений [32, 31, 117, 122]. При этом используются решения уравнений теории упругости, определенные и вне плоскости трещины. Однако для приближенной модели (1.30) состояние вне указанной плоскости не определено, постулирована лишь связь (4.1) между перемещением и напряжением в плоскости трещины. С целью получить решение как для точной, так и для приближенной моделей, воспользуемся другим методом, основанным на введении аналитических представлений, определяемых формулами [c.221]

Величину усталостных повреждений компрессорных лопаток в рамках данной методики предлагается оценивать по процессу развития начальной трещины (начального дефекта) до критического размера при действии вибрационных напряжений и коррозионной среды. Полагая, что развитие трещины в лопатке происходит только на режимах работы ГТУ, на которых имеют место колебания лопаток, предлагается сократить время испытания путем сжатия программы нагружения, при этом интенсифицируя режимы, на которых наблюдается рост трещин. [c.556]

Отметим, что кинетика раскрытия микро- и макротрещин различна развитие микротрещин происходит на фоне знакопеременной, общей для всего структурного элемента пластической деформации (пластическая деформация не локализована только у вершины трещины). При этом микротрещины захлопываются на начальной стадии цикла сжатия [240]. Следовательно, начиная со второго полуцикла, максимальное раскрытие трещины будет определяться деформацией растягивающих полу- [c.140]

Таким образом, при решении задачи с учетом проскальзывания необходимо осуществить формирование разрешающей системы конечно-элементных уравнений по алгоритму, описанному в разделах 1.1 и 1.2, предполагая, что в элементах трещины используются эффективная матрица жесткости [KiY и эффективный вектор сил, обусловленных начальными деформациями [c.244]

Ю ,% критическая деформация при вязком разрушении материала у вершины трещины определяется зависимостью Tm(e ) im — гидростатическая компонента тензора напряжений). Следовательно, в случае, если в каждой точке, принадлежащей будущей траектории трещины, нагружение материала при ее росте будет происходить по одной и той же зависимости От(е ), условием продвижения трещины является соблюдение автомодельности локального НДС у вершины движущейся трещины (деформация у вершины движущейся трещины постоянна и равна критической). Поэтому численное моделирование развития вязкой трещины проводилось при соблюдении автомодельности локального НДС у ее вершины, которое обеспечивалось путем подбора соответствующей внешней нагрузки. Зависимости От(ер, полученные в результате расчета для произвольных двух точек, нагружаемых по мере продвижения к ним вершины трещины, представлены на рис. 4.25. Видно, что для этих точек указанные зависимости практически идентичны, что говорит о правильности предположения об автомодельности НДС при росте трещины. Наличие экстремума зависимости Om(ef) обусловлено начальным притуплением трещины, связанным со специ- [c.256]

Как уже отмечалось, зарождение усталостной трещины в сварных соединениях без внутренних дефектов происходит, как правило, в зоне перехода шва к основному металлу. Размер этой зоны определяется радиусом перехода, который в среднем составляет 1—2 мм [215]. Поэтому было принято, что начальная длина (глубина) трещины для всех узлов равна 2 мм и она ориентирована нормально к поверхности нагружаемого соединения. [c.318]

Вопросы усталости, и в первую очередь малоцикловой усталости, совершенствование методов испытания на усталость, обоснование деформационных критериев малоцикловой усталости, установление физической модели накопления повреждений при повторно-переменных нагрузках, кинетики развития усталостных трещин в тех или иных условиях нагружения, статистический аспект усталости, а также разработка инженерных методов расчета элементов конструкций на прочность при повторно-переменных напряжениях с учетом различных факторов (вида напряженного состояния, конструктивно-технологических особенностей, температуры, начальной напряженности и т. п.). [c.664]

Развитие энергетики, авиационной и ракетной техники привело к тому, что раннее разрушение (в некоторых случаях) допускается в условиях эксплуатации конструкционных материалов. В связи с этим, наряду с оценкой чувствительности материалов к трещинам, большое значение начинает приобретать также и теоретический анализ трещин. Наука о прочности материалов и конструкций, которая связана с изучением несущей способности тела, как с учетом начальных трещин, так и без него, а также с изучением различных закономерностей развития трещин, называется механикой разрушения. [c.117]

Формирование усталостных линий в направлении роста трещины происходит таким образом, что они образуют блоки элементов рельефа, которые закономерно повторяются по своей геометрии с возрастанием длины трещины. Начальный этап несквозной и далее сквозной трещины определяются чередованием блоков из четырех макролиний и гладких площадок излома без линий. При этом шероховатость площадок без макролиний возрастает в направлении роста трещины вдоль стенки лонжерона. Чередование указанных участков излома происходит 5 раз до прорастания трещины поперек стенки. После. этого в изломе начинается формирование скосов от пластической деформации, в связи с переходом развивающейся трещины к процессу ускоренного разрушения. [c.632]

Последовательное построение кривой сопротивления росту трещины R (рис. 23) для одного вида нагружения (0 = onst) позволяет получить модель распространения трещины при повторных нагружениях. При повторных нагружениях с постоянной амплитудой рост трещины начальной длины происходит по соответствующей Д-кривой до длины %, а затем нагрузка снимается. Во втором цикле трещина следует Д-кривой более высокого сопротивления (более высокого вследствие приращения — а ) и увеличивается до длины Пг. Аналогично в третьем цикле трещина будет следовать Д-кривой еще более высокого сопротивления [c.251]

Некоторые общие положения. Основным понятием механики хрупкого разрушения является трещина, начальное образование которой не рассматривается. Изучается лишь вопрос равновесия и распространения, трещины от тонкой начальной. Принципиаль- [c.574]

До сих пор наши рассуждения были сконцентрированы на задаче об определении начала квазистатического страгивания единичной трещины в упругопластическом теле при монотонном нагружении. С другой стороны, известно, что устойчивый процесс увеличения длины трещины в пластичном теле на конечную величину обязательно сопровождается заметным отклонением процесса деформирования от пропорционального, что обесценивает результаты, найденные в рамках деформационной теории пластичности. Следовательно, сомнительным в данной ситуации будет и использование интеграла Jf, определяемого по формуле (24). Однако в случае, когда приращение длины трещины очень мало (ограниченно), Хатчинсон и Парис [77] доказали, что при пропорциональном увеличении нагрузки деформации также будут увеличиваться пропорционально одному параметру, а интеграл Jf будет служить параметром состояния. Пусть Аа — приращение длины трещины, начальное значение которой равно аа (т. е. Аа = а ао). Пусть /f —интеграл, характеризующий дальнее поле, определяемый по формуле [c.74]

Долговечность пластины, работающей при заданном щослическом усилии и одноразовой перегрузке. Пусть на пластину с трещиной начальной длины 2/о действует усилие, щ клически меняющееся от О до, где Ni — некоторая заданная величина, не зависящая от толщины панели h. Как и ранее, будем считать, что пластина должна вьщержать одноразовую перегрузку N, Долговечность пластины оценивается по формулам (2.2), (23), где следует взять [c.222]

Развитие трещин под действием цнклически.х или длительных квазистатических нагрузок — одна из основных причин исчерпания ресурса высоко напряженных элементов сосудов давления, трубопроводов и т. п. Различают два источника растущих трещин начальные трещиноподобные дефекты, которые почти неизбежны при самых высоких требованиях к технологическому процессу и системе контроля качества, и дефекты, возникающие в материале в процессе эксплуатации. При определенных условиях в результате объединения этих дефектов образуется зародыш трещины, которая далее растет по тем же закономерностям, что и трещины технологического происхождения. Ответ на вопрос о том, начиная с какого размера начальный или приобретенный дефект можно рассматривать как макроскопическую трещину, неоднозначен. Естественно отнести к трещинам и трещиноподобным дефектам все нарушения непрерывности (пустоты, непровары и т. п.), которые можно обнаружить с помощью обычных средств неразрушающего контроля. Разрешающая способность приборов зависи от их характеристик, степени доступности данного элемента для осмотра, расположения и конфигурации трещины и других факторов. При прочих одинаковых условиях чем крупнее трещина, те.м выше вероятность ее обнаружения. Рассмотрим лишь трещины размеров больше 1. — ниж-дий порог обнаружения трещины или характерный размер зародышевой трещины). [c.193]

I MOTpHM еще результаты экспериментов. К пластине из плексигласа (рис. 4.32), содержащей внутреннюю наклонную трещину 00", динамически прикладывается растягивающая нагрузка высокой- интенсивности (скорость перемещения захватов в момент приложения нагрузки 6 м/с, скорость деформаций е = 24 с ). Волна продольного растяжения стартует от нижнего края образца и вначале прибывает в нижнюю вершину о". В случае внутренней трещины начальной длины 21 = 0,020 м, образующей угол (3=10° с продольной осью образца, эта волна приходит в верхнюю вершину приблизительно через 10 мкс. На начальной стадии трещина растет из двух вершин О О, причем новые ее 0Tj)e3KH образуют угол 82° по отношению к начальной оси. Эти отрезки I и П растут неодновременно, а с задержкой, во времени приблизительно в 11 мкс. После полного разрушения пластины точки пересечения трещины с продольными краями образца становятся источниками волн напряжений, распространяющихся в обратном направлении со скоростями, лежащими в диапазоне 1000. .. 1500 м/с. Расчеты, проведенные после замера каустик, показали, что эти волны переносят 43 % полной начальной энергии деформации. Вследствие воздействия этих волн [c.113]

Особый интерес представляет случай ро + ао < О, показанный на рис. 1, а, поскольку именно такая ситуация имеет место в задачах горной механики. Как видно, в этом случае можно вьщелить три группы трещин согласно их начальным радиусам трещины, начальный радиус которых меньше величины Ri, т.е. i o R трещины, начальный радиус которых лежит в интервале Ri < Rq < / з, и трещины, начальный радиус которых больше величины/ 3,т.е./ 0 >/ з Трещины, у которыхi o R Rq не будут распространяться даже при полном сбросе внешней нагрузки. Это связано с тем, что в первом случае радиус трещин настолько мал, что в силу этого всегда вьшолняется условие T 2Rq) < К, а во втором — настолько велик, что при уменьшении внешнего сжимающего напряжения объем трещины согласно (1.4) увеличивается столь существенно (а давление газа соответственно падает), что всегда вьшолняется аналогичное условие, но уже ввиду малости Т. [c.104]

Анализ образовавшихся при разрыве изломов, а также результаты дефектоскопического контроля глубины трещин непосредственно в процессе гидроиспытания показывают, что стресс-коррозионные трещины начальной глубиной более 6 мм в процессе нагружения до момента разрыва могут увеличивать свою глубину на 1 -2 мм при подъеме внутритрубного давления выше допустимого проектного уровня. Данный процесс может происходить и при проведении переиспытаний действующих газопроводов повышенным давлением, что создает условия для увеличения размеров оставшихся при этом испытании невыявленными докритических трещин. [c.123]

При нагружении на линии продолжения трещины в пластической зоне отношение напряжений, параллельных трещине, к напряжениям, ориентированным перпендикулярно к ней, q — = OyylOxx практически постоянно (q — 0,62 0,68) и не зависит от предела текучести, модуля упрочнения (в варьируемом диапазоне), степени нагружения материала у вершины трещины (рис. 4.3), а также от параметра нагружения a = KnlKi. На рис. 4.3 штриховыми линиями отмечена некорректная область, где начальное притупление трещины оказывает влияние на НДС (представлен случай, когда Кп — 0). Вне этой области НДС отвечает нагружению бесконечно острой трещины с притуплением, равным нулю. Полученные результаты в части влияния притупления на НДС достаточно хорошо соответствуют решению по теории линий скольжения, где жесткость напряженного состояния, а следовательно, и параметр q перестает изменяться, начиная с у > 3,81 р (р — радиус притупления трещины) [124]. [c.205]

Аналитические решения такого рода уравнений получены для задач в идеализированной постановке (плоскость с полу-бесконечной или конечной трещиной, пространство с дисковидной трещиной и т. д.) при воздействии гармонических и ударных нагрузок (достаточно полный их обзор дан в работах [148, 177, 178, 199, 220, 271]. Однако эти решения дают представления о реальном поведении конструкции конечных размеров только в начальный период времени (до прихода в вершину трещины волн напряжений, отраженных от границ тела). Кроме того, они не учитывают разнородности материала конструкции по механическим свойствам, изменения граничных условий по-берегам трещины в процессе ее продвижения траектория трещины считается прямолинейной, а удельная эффективная энергия, затрачиваемая на образование новых поверхностей yf, принимается постоянной и не зависящей от скорости деформирования. Очевидно, что с помощью методов, имеющих указанные ограничения, навряд ли можно дать надежные оценки работоспособности элементов конструкций сложной формы и характера нагружения. Поэтому широкое распространение получили численные методы расчета динамических параметров механики разрушения [177, 178]. [c.241]

На рис. 4.22 приведены результаты расчета МКЭ зависимостей / i(t), L(t) и и(т) и экспериментальные данные работы [63] при нагружении ДКБ-образца (размеры 321X127X10 мм начальная длина трещины 66 мм) клином с углом раствора 20°. Свойства материала принимались следующими = 3380 МПа М, = 0,33 [63]. Трещина инициировалась из тупых пропилов при [c.251]

Коррозионное растрескивание напряженного металла развивается последовательно в несколько стадий начальная — от. момента действия агрессивной среды до возникновения разрушений в виде первичных трещин, и последующие стадии, при которых трещины развиваются так иитеиенвио, что наступает мгновенное ра фушенис металла. На рис. 78 показана в качестве примера одна из последних стадий развития понерхиостиых трещин в око-лошовной сварной зоне, у котороГ остаточные напряжения не были сняты. [c.108]

Под ударной вязкостью н, МДж/м- понимают работу удара, отнесенную к начальной площади иоиеречного сечения образца в месте концентратора S , ы а = K/S,, (КС KiS ). Ударная вязкость является интегральной характеристикой, содержащей работу зарождения трещины (aj и работу распространения вязкой трещины (йр) о Ар. [c.68]

Одна из проб отраслевого назначения — проба ВНИИТС. Проба представляет собой натурный образец, воспроизводящий многослойное стыковое соединение судовых корпусных конструкций (рис. 13.35). Сварку пробы выполняют по технологии, принятой при производстве подобного рода конструкций. Начальная температура образца составляет 250...500 К. После выдержки пробы более 1 сут ее с помощью анодно-механической резки разрезают на поперечные и продольные темплеты, из которых изготавливают металлографические шлифы. Трещины выявляют визуальным осмотром шлифов с применением лупы трехкратного увеличения. Показателем стойкости сварных соединений против трещин служит начальная температура, при которой не образуются трещины. [c.540]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...