Энергия разрушения

Воздействие интенсивных потоков нейтронов на материал корпуса и других конструкций реактора приводит к их структурным изменениям, что вызывает изменение их физико-механических свойств. Наиболее опасен переход облученного материала стального корпуса, несущего давление, из вязкого состояния в хрупкое, характеризующееся небольшой энергией разрушения. Состояние хладноломкости корпусных сталей наступает в области температур ниже критической температуры хладноломкости 7хл. Величина этой температуры возрастает при облучении. [c.69]

Высокая энергия дефектов упаковки подразумевает формирование зоны скопления дислокаций переходного слоя, приводящего к возникновению сильных сжимающих напряжений, которые препятствуют дальнейшему развитию микротрещин, что повышает общую сопротивляемость материала разрушению. Тогда при дальнейшем подводе энергии разрушения начинают формироваться следующие зоны переходного слоя у вершины трещины вплоть до развитой пористой структуры, которая также включается в процесс диссипации энергии нагружения материала, активизируя вязкое разрушение. Вязкое разрушение требует наибольшей подачи энергии в материал. [c.130]

Индекс означает, что это критическая величина затраченной энергии, соответствующая началу роста трещины. Следует отметить, что при разрушении металлов вклад поверхностной энергии в энергию разрушения минимален. Работа, затрачиваемая на пластическое деформирование металла перед концом трещины, в сотни и тысячи раз больше. Именно столь значительная работа, затрачиваемая на пластическое деформирование, и обеспечивает хорошее сопротивление металлов хрупкому разрушению. Характеристика 0 носит название вязкости разрушения. Чем больше вязкость разрушения, тем большую энергию надо затратить на образование единицы новой поверхности трещины. [c.75]

Сущность этих подходов состоит в следующем. Пусть имеется идеально упругое тело с начальным разрезом. Для того чтобы этот разрез стал распространяться, увеличивая свою поверхность, требуется израсходовать энергию, равную по величине той, которую надо затратить, чтобы восстановить целостность материала перед кромкой разреза. Эту энергию можно назвать энергией разрушения. Одновременно с образованием новой поверхности, свободной от нагрузок, деформация в некотором объеме тела уменьшается. Это приводит к соответствующему выделению из тела упругой энергии. Таким образом, на основании закона сохранения энергии, в пренебрежении иными возможными потоками энергии, при развитии трещины на величину 65 соблюдается энергетическое условие вида [c.327]

Энергетический критерий предельного равновесия в случае идеально упругого разрушения можно получить из условия (4.6), полагая Q = 0 и вводя в (4.1) экспериментально определяемое значение поверхностной плотности энергии разрушения Y-При этом первое слагаемое в уравнении (4.6) приобретает вид f(65 ++ б5 ), поэтому для упругого тела критерий разрушения таков [c.41]

Дальнейшее развитие этого метода состоит в предположении [22, 242], что Л-кривая есть характеристика материала,-причем вид этой кривой зависит от подрастания трещины (но не от ее начальной длины). Форма экспериментальной Л-кривой определяет характер докритического роста трещины. На рис. 29.1 показано, как но Л-кривой можно получить докритическую диаграмму разрушения или, наоборот, как по известной из опыта диаграмме разрушения получить плотность энергии разрушения в функции прироста длины трещины. [c.245]

В металлах распространение трещины связано с образованием пластической деформации в тонком слое около поверхности трещины, энергия на образование кото-, рой Ур существенно превышает энергию разрушения при упругой деформации у. Поэтому для металлов суммарная энергия на образование местной пластической деформации и разрушение мало отличается от энергии Yp (т. е. Yk=Yp+ Y Yp)- Из этих условий напряжение а , 24 [c.24]

Вследствие этого явления при пластической деформации возникают по меньшей мере следующие потоки энергии освобождаемой упругой энергии энергии разрушения, направленной на раскрытие трещин потоки теплоты, массы, дислокаций. Каждый из этих потоков необратим. Общее термодинамическое соотношение, выражающее первое и второе начала термодинамики, для превращений энергии при деформации можно записать в виде [c.113]

Основная трудность при сопоставлении энергии плавления с энергией разрушения заключается в том, что тепловая энергия поглощается кристаллической решеткой практически равномер- [c.18]

Предельный объем разрушения Ур, равный сумме единичных объемов АУр, насыщенных предельной энергией разрушения пл, т. е. Ур = (здесь Ыр — число единичных объ- [c.19]

Суммарная предельная энергия разрушения [c.19]

Плотность ЭНЕРГИИ РАЗРУШЕНИЯ и ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ УРОВЕНЬ НАПРЯЖЕНИЯ [c.196]

ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ РАЗРУШЕНИЯ И ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ УРОВЕНЬ НАПРЯЖЕНИЯ [c.197]

Г — некоторая энергия разрушения, которая должна быть добавлена к объему зоны пластической деформации за один цикл перемещения трещины [c.197]

J — интеграл, учитывающий возрастание энергии разрушения внутри зоны пластической деформации при увеличении единицы длины трещины [c.197]

Каждое из уравнений применимо к описанию роста усталостных трещин в определенных интервалах скоростей, задаваемых граничными условиями. Одно из них соответствует величине коэффициента Л (/= da/dN)is, характеризующего границу перехода от уравнения (4.20) к уравнению. (4.21). Другие граничные условия будут введены в следующих разделах. Ниже даны представления о плотности энергии разрушения и уровне эквивалентного напряжения, на основе которых представляется возможным осуществить единое описание дискретно-непрерывного процесса роста усталостных трещин. [c.198]

В этом случае, согласно (4.23) и (4.24), плотность энергии разрушения материала можно записать следующим образом [c.200]

С другой стороны, оказывается понятным, почему при анализе закономерности роста усталостных трещин нельзя по виду кинетической кривой ответить на вопрос о том, каким именно было внещнее воздействие на материал (образец или элемент конструкции). Один и тот же кинетический процесс, характеризуемый определенной величиной плотности энергии разрушения по уравнению (4.26) или (что то же) одним и тем же управляющим параметром, определяемым по уравнению (4.20), может быть реализован при многообразии условий внешнего воздействия — при различных параметрах цикла нагружения. [c.201]

Применительно к анализу поверхности разрушения, сформированной в условиях эксплуатации после разрушения элемента конструкции, может быть рассмотрена кинетическая кривая, воспроизводимая на основе, например, измерения шага усталостных бороздок как эквивалентная характеристика всех затрат энергии многопараметрического цикла, связанных с развитием трещины. В этом случае через соотношение (4.20) определяется управляющий параметр, а его величина, пропорциональная плотности энергии разрушения, может быть в последующем поставлена в соответствие с уровнем эквивалентного напряжения. [c.201]

Рассмотрение соотношения (4.29)—(4.32) указывает на тот факт, что в локальном объеме материала перед вершиной трещины необходимо рассматривать сочетание двух коэффициентов интенсивности напряжения ki и при описании последовательности формирования излома. Квадрат коэффициента интенсивности напряжения (КИН) Ki)i пропорционален энергии разрушения, и величина может быть охарактеризована для каждого подрастания трещины через минимальную величину (/ j)o, при которой происходит минимальный прирост трещины. На этом основании условие [c.204]

Коэффициенты зависят от угла, который характеризует отклонение траектории трещины от горизонтали в любой области разрушения материала объемом Vi перед вершиной трещины. Различия в ориентировке направления развития трещины по точкам фронта трещины зависят от сочетания локальных коэффициентов интенсивности напряжения. Следовательно, описание процесса роста трещины вдоль горизонтальной координаты с использованием только условия нормального раскрытия берегов трещины, характеризуемого Ki, подразумевает введение поправки в расчет плотности энергии разрушения, как некоторой осреднен-ной величины. Она меньше рассчитываемой плотности энергии по соотношению (5.1). [c.234]

Из рассмотрения реальной геометрии траектории трещины в пространстве, которая отражает многообразие процессов взаимодействия структурных элементов у кончика распространяющейся трещины с пересекающей их зоной пластической деформации, следует, что уменьшать величину Ki на некоторый безразмерный коэффициент, если различия в локальных ориентировках направления роста трещины вдоль ее фронта статистически неизменны в разные моменты времени. В том случае, когда различия ориентировок локальных направлений роста трещины нарастают по ее длине, в качестве множителя следует использовать безразмерную функцию. Корректировка подразумевает уточнение реализуемых затрат энергии на рост трещины в связи с ее более развитой в пространстве геометрией излома, чем в предполагаемом случае формирования идеально плоской поверхности. Определение плотности энергии разрушения (dW/dV)f через уровень одноосного напряжения при растяжении образца при формировании излома с разной высотой скосов от пластической деформации и при различной шероховатости излома в срединных слоях образца также связано с введением поправки на используемую в расчете величину действующего напряжения (см. главу 4). Прежде чем определить структуру указанных поправок, рассмотрим вид управляющих параметров в уравнениях роста усталостных трещин. [c.235]

Плотность энергии разрушения, рассмотренная выше, получена из условия равномерного процесса подрастания трещины в цикле нагружения. Сопоставление выражения для плотности энергии разрушения с первым уравнением синергетики и условиями (5.57), (5.58) приводит к выражению, когда поправкой на геометрию детали или образца можно пренебречь [c.252]

Рассмотрим плотность энергии разрушения материала при перемещении фронта усталостной трещины в горизонтальной плоскости, описываемой соотношением (5.61). При извилистой траектории трещины работа разрушения будет тем меньше, чем выше фрактальная размерность формируемой поверхности излома. Этой ситуации при одноосном растяжении отвечает меньшая величина эквивалентного напряжения, чем определяемая величина tq, т. е. Ое < Oq. [c.269]

Выполним оценку этого отличия путем отнесения плотности энергии разрушения к меньшему объему материала. Работу единичного перемещения фронта трещины в горизонтальном направлении на длину dap характеризуемую соотношением (5.85), будет определять фиктивная сила dF по соотношению [c.269]

Возрастание углов разориентировки фронта трещины увеличивает шероховатость рельефа, и доля энергии разрушения в связи с подрастанием трещины в магистральном направлении убывает. Поэтому определяемый из анализа рельефа излома уровень эквивалентного напряжения будет тем меньше по отношению к действующему напряжению, чем выше шероховатость рельефа излома [c.270]

В зависимости от источника внешнего силового воздействия силы делятся на двиокущие и силы сопротивления движению. Движущие силы (моменты) появляются при преобразовании какого-либо вида энергии в механическую энергию движения звеньев механизма. Силы сопротивления движению появляются при преобразовании механической энергии движущегося звена в другие виды энергии, как результат взаимодействия его с другим звеном механизма (силы непроизводственного сопротивления) либо с другими механическими системами. Если сила сопротивления является результатом взаимодействия звена с другой механической системой, то она называется силой производственного сопротивления. Например, в компрессорных машинах кинетическая энергия движущихся звеньев преобразуется в потенциальную энергию сжатого газа, в металлорежущих станках — в механическую энергию разрушения обрабатываемого материала. [c.241]

В [16] экспериментально показано, что зависимость удельной энергии разрушения твердых тел от размеров разрушаемого тела инвариантна к масштабу и типу разрушаемого хрупкого материала (стекло, кварц, мрамор и др.) и ввиду нагружения (бурение, взрыв, дробление, удар, землетрясение). Диапазон изменения масштаба разрушенных тел охватывал 15 пространственных порядков (10 ° -10 ). Нетрудно показать, что установленные в [15] значения 1/Вх равные 1/2,1 1/2,6 и 1/3,1 являются корнями обобщенной золотой пропорции, а именно 1/2,1=0,476=Ар2 1/2,6=0,38=Дрз 1/3,1=0,323=Др,. Следовательно при разрушении твердых тел устойчивость микрокластеров с предельно плотностью энергии деформации контролируется законом золотой пропорции, который в данном случае можно представить в виде [c.203]

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [32], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряже1пюго состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (каустик). Созданные модели динамического разрушения используют те же положения, что и для квазистатиче-ского разрушения, а именно - представления о коэффициенте интенсивности напряжений и условие постоянства удельной энергии разрушения. Эти модели динамического разрушения базируются на предположении о непрерывном характере роста трещин. Экспериментальные данные, однако, показывают дис- [c.297]

Рассмотрим первое состояние, в котором варьируются параметры, онрелелягошие контурную линию области излома. Поскольку вариация размеров трсшины изохронна, то внешние нагрузки остаются без изменения. Находим, что вариация функционала (42.6) представляет собой искомую вариацию - 5А + 8W рассматриваемого первого состояния. Дополнив это выражение энергией разрушения, согласно (42.2) получаем вариацию функции Лагранжа [152] [c.325]

Сочетание объемного растяжения, понижения температуры и повышения скорости деформирования способствует образованию хрупких состояний и использовано в методах серийных испытаний на ударную вязкость по Шарни и Менаже. По результатам этих испытаний строят температурные зависимости удельной энергии разрушения при ударном изгибе образцов с надрезом. Ударные испытания образцов с надрезом позволяют оценить склонность материала к образованию хрупкого состояния с понижением температуры, которая характеризуется как хладноломкость. [c.14]

Анализ энергетических условий усталостного разрушения, выполненный В. Т. Трощенко, показал, что энергия разрушения зависит от уровня напряжений. При определении необратимой энергии, расходуемой на ми-кропластические деформации и обусловленной отклонением от совершенной упругости (в области напряжений, соответствующих правой ветви кривой усталости), также используют вероятностные представления. В соответствии с ними пластические деформации возникают в зернах конгломерата аналогично тому, как это было рассмотрено при анализе процесса усталостного разрушения см. уравнения (6.6) — (6.8)J. [c.109]

Следует подчеркнуть, что рассматриваемая энергия соответствует разрушению только того объема материала перед вершиной трещины, в котором образована свободная поверхность определенной длины и ширины в мезотуннелях. Подрастание трещины в цикле нагружения происходит вдоль всего ее фронта в результате каскада скачков в мезотуннелях и разрушения перемычек между ними. Поэтому дискретное подрастание трещины в перемычках за счет сдвига необходимо так же характеризовать аналогичным набором приращений энергии разрушения сдвигом А№"г [c.203]

С другой стороны, как было подчеркнуто выше, снижение частоты (скорости деформации) нагружения материала приводит к тому, что трещина может распространяться довольно устойчиво и при переходе на макроскопический масштабный уровень. Можно предположить, что переход этот будет сопровождаться устойчивым, но быстрым нарастанием скорости роста трещины. Предельную величину скорости роста трещины или шага усталостных бороздок, которые могут характеризовать точку бифуркации — переход к окончательному разрушению материала можно определить по аналогии с тем, как это было сделано в соответствии с соотношениями (4.47). На первом этапе стабильного роста трещины (мезоуровень I) плотность энергии разрушения остается постоянной, и это соответствует постоянной величине ускорения роста трещины. На втором этапе стабильного роста трещины (мезоуровень II) происходит линейное нарастание ускорения, что определяется вторым основным уравнением синергетики. Вполне естественно предположить, что этап нестабильного роста трещины (макроуровень) описывается параболической зависимостью ускорения роста трещины от ее длины. В этом случае следует иметь в виду ускорение процесса разрушения, которое [c.223]

Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению (1975) -- [ c.14 , c.23 , c.24 , c.29 , c.34 , c.35 , c.41 , c.52 , c.109 ]

Промышленные полимерные композиционные материалы (1980) -- [ c.57 , c.70 , c.100 , c.125 ]

Механические свойства полимеров и полимерных композиций (1978) -- [ c.22 ]

Деформация и течение Введение в реологию (1963) -- [ c.221 ]

Конструкционные материалы Энциклопедия (1965) -- [ c.3 , c.482 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...