Испытания на вязкость разрушения

Значение Ки устанавливают с помощью испытаний на вязкость разрушения образцов с искусственно наведенной трещиной путем их статического изгиба или растяжения. Соотношение размеров образца (толщины, ширины и длины трещины) выбирают таким образом, чтобы в зоне у вершины трещины создавалось состояние плоской деформации. Нагрузку, соответствующую началу нестабильного роста трещины (скачкообразное увеличение ее длины на 2%), считают критической и по ней рассчитывают Ки- [c.546]

Метод испытаний на вязкость разрушения, предложенный Ирвином [28], получил в настоящее время большое распространение. Он основан на вычислении коэффициентов интенсивности напряжений К Для различных образцов и движущей силы трещины О. Для испытаний на вязкость разрушения используются образцы специальных форм и размеров [29]. При интерпретации таких испытаний применяется довольно сложный аппарат линейной механики разрушения, поэтому [c.28]

Весьма распространен за рубежом и в исследованиях советских ученых метод, положенный в основу проекта Британского стандарта для испытания на вязкость разрушения при плоской деформации (определение Кщ). При этом часто используется коэффициент интенсивности напряжений Кг. определяемый при разрушении путем отрыва [29, 34]. [c.30]

Нами изложены лишь некоторые подходы к оценке сопротивления материалов хрупкому разрушению, основанные на испытаниях на вязкость разрушения. Именно в этом направлении следует ожидать решения многих важных задач прогнозирования поведения материалов в конструкциях в условиях низких температур, а также создания расчетных методов предотвращения хрупких разрушений деталей машин и сварных соединений. [c.34]

Рис. 2. Ориентировка и условное обозначение образцов для испытаний на вязкость разрушения, звездочкой отмечены образцы, использованные в

Испытания на вязкость разрушения при низких температурах не проводили, но результаты испытаний надрезанных образцов при растяжении и на раздир позволяют предположить, что значения Ки и Кс очень высоки при низких температурах. Например, удельная энергия распространения трещины в продольном направлении для плит из сплава 7005, по данным работы [10], при 77 К составляет [c.173]

Испытания на вязкость разрушения. Испытания на вязкость разрушения проводили при контролируемой скорости перемещения траверсы, равной 0,008 мм/с. Кривые зависимости нагрузки Р от величины смещения б были нелинейными из-за пластичности материала и стабильного роста трещины. Поэтому для построения кривых сопротивления росту трещины J и получения значений /ю был использован метод /-интеграла [6]. [c.222]

Термообработка по режиму 1 позволяет получить высокую ударную вязкость при температуре жидкого азота (77 К). При обработке по режиму 2 сплав имеет высокую ударную вязкость вплоть до 6 К. Термообработка по режиму 3 также обеспечивает очень высокую ударную вязкость при 6 К, однако без промежуточной холодной деформации. После термообработки по режиму 4 сплав имеет очень мелкозернистую структуру (<1 мкм), при которой обладает очень высокой пластичностью при испытаниях на вязкость разрушения при 77 К. [c.347]

Испытания на вязкость разрушения [c.349]

Результаты испытаний на вязкость разрушения подтвердили необычно высокую вязкость сплава Fe—12 Ni—0,25 Ti. [c.349]

Испытания на вязкость разрушения проводили при 77 К на машине типа MTS, оборудованной криостатом с жидким азотом. Для испытаний использовали стандартные компактные образцы для внецентренного растяжения [4] толщиной 17,8 мм. Были испытаны сплав Fe—12 Ni—0,25 Ti, обработанный по режимам 1 и 4 (образцы для испытаний этого сплава изготавливали из слитка II), и сталь с 9 % Ni. [c.350]

Точность метода существенно возрастает (линейная погрешность составляет 1—3%) за счет повышения точности определяемого значения критического напряжения усталости по данным испытаний на вязкость разрушения. [c.88]

Когда изделие, которое можно представить в виде компактного образца для изучения ударной вязкости, подвергается действию растягивающих напряжений, может произойти хрупкое разрушение его в случае, если интенсивность напряжений достигает определенной величины, характерной для данного материала, а поверхность разрушения будет достаточно плоской. Интенсивность напряжений, при которой происходит разрущение образца, определяется напряжением а, приходящимся на единицу площади, и длиной трещины а, выражается в единицах fMH/M /2] и известна под названием вязкости разрушения К с)- Если уменьшить размеры образца или увеличить температуру его, материал образца будет переходить в состояние текучести, начиная от конца трещины, до того как произойдет его хрупкое разрушение, и на другой стороне появятся резко выраженные полосы сдвига. Для изучения вязкости разрушения ударно-вязких высококачественных сталей используют очень крупные образцы, но их довольно трудно получить и создать в них напряжения, достаточные для того, чтобы перенести полученные результаты на узлы реальных размеров, например, роторы турбин, сосуды высокого давления или паровой цилиндр. Некоторое приближение может быть сделано при нагружении образцов, маленьких для хрупкого разрушения, но достаточных для измерения скорости распространения трещины. Поэтому во многих случаях результаты испытаний на вязкость разрушения могут быть экстраполированы, но так как для большинства рассчитанных размеров трещин разрушение будет носить хрупкий характер, они могут быть использованы для оценки с достаточной степенью точности. [c.44]

Испытание на вязкость разрушения. Хрупкое разрушение судов, мостов, кранов, строительных и дорожных машин и т. д. обычно происходит при напряжениях, лежащих в упругой области, без макропластической деформации. Очагом хрупкого разрушения являются имеющиеся в металле микротрещины (трещиноподобные дефекты) или те же дефекты, возникающие в про- [c.92]

В основе испытаний на вязкость разрушения лежат положения линейной механики разрушения. Разработанные Д. Ж- Ирвиным положения позволяют оценить влияние трещин и подобных им дефектов на сопротивление материала хрупкому разрушению. Базой для развития линейной механики разрушения послужили работы Гриффитса, который показал, что хрупкое разрушение связано с наличием в материале трещин, вызывающих локальную концентрацию напряжений, и происходит в результате самопроизвольного движения этих трещин, поддерживаемого энергией, накопленной в материале вследствие упругой деформации. [c.93]

При промежуточных температурах рост трещин ползучести в сплавах, упрочненных старением, по-видимому, всегда будет межзеренным. Нередко сообщают о пороговом напряжении К, ниже которого трещины не растут. Величины К могут быть очень низки. На рис. 9.6 применительно к сплаву 718 дано сравнение величин К, измеренных при обычном испытании на вязкость разрушения с возрастающей нагрузкой, и пороговых значений К, соответствующих испытаниям при неизменной нагрузке [16], Видно, что величина К снижается на порядок и ее пороговое значение составляет 22 МПа-м 1 [c.322]

При испытаниях на вязкость разрушения образцов толщиной 150 мм на двухкоординатном самописце записывалась диаграмма Р —бр. [c.135]

ИСПЫТАНИЯ НА ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ [c.237]

Испытания на вязкость разрушения (кратковременную трещиностойкость) принадлежат к наиболее апробированным и теоретически обоснованным, получающим широкое распространение в практике технического металловедения. Эти испытания базируются главным образом на линейной механике разрушения, котора.я берет свое начало от работ Гриффитса. Впервые на основании энергетического подхода он показал, что причиной резкого несоответствия реального и теоретического сопротивления разрушению твердых тел может быть присутствие в них малых дефектов (трещин), способствующих возникновению концентрации напряжений, достигающих в локальных объемах теоретической прочности. В развитие идеи Гриффитса Ирвин показал, что эти локальные напряжения в самом общем случае отрывного нагружения тела с трещиной пропорциональны так называемому коэффициенту интенсивности напряжений А, который может быть записан в виде [c.237]

Испытания на вязкость разрушения. Для оценки стойкости сталей против хрупкого разрушения определяют вязкость разрушения или коэффициент интенсивности напряжения в условиях плоской деформации и мгновенного роста трещины Kiz (см. раздел Методы механических испытаний ). [c.51]

Соединение сварное—Испытания на вязкость разрушения 51 [c.712]

Характер сопряжения 1.318, 319 Соединения сварные 4.303 Испытания на вязкость разрушения 2.61 [c.652]

В общем при безупречном изложении теоретических вопросов механики разрушения и физической картины полей напряжений и деформаций у надреза и трещин автор менее успешно изложил экспериментальные методы испытаний на вязкость разрушения. После прочтения гл. V складывается впечатление, что не существует объективных критериев оценки достоверности полученных значений Ki - Однако в отечественной практике этот вопрос решен, методические разработки по определению вязкости разрушения доведены до логического конца — имеется возможность определить новый критерий Ki и оценить его достоверность (например, по методу, описанному в работе [91). [c.6]

Испытание на вязкость разрушения проводят по схеме виепентральпого растяжения специальных образцов при изгибе. Для испытания нримспяют образны с прямоугольным [юперечным сечением и односторонним острым надрезом (рис. 41). [c.65]

Другой пример иллюстрирует возможности МКЭ для построения А -тарировки ) для образцов с разным отношением высоты к ширине на внецентренное растяжение силами Р. Образцы такого вида часто используют в испытаниях на вязкость разрушения, однако в нормативных документах [144—146] предусмот- [c.111]

Гуревич . E., Капитань III. Новый параметр для определения условий выращивания усталостной трещины при испытании на вязкость разрушения.— В кн. VII Всесоюз. конф. по усталости металлов (Москва, 23—25 ноября 1977 г.) Тез. докл. М., с. 24—25. [c.258]

Все испытания на вязкость разрушения проводили на компактных образцах толш,иной 12,7 мм. Для испытаний использовали сервогидравлическую машину со скоростью перемещения траверсы 0,127 м/с. На всех образцах, предназначенных для испытаний, была предварительно при комнатной температуре выращена усталостная трещина при нагрузках, значительно меньших, чем используемые в процессе последующих испытаний. При испытаниях на вязкость разрушения замеряли смещение с помощью датчиков смещения с дифференциальным преобразователем, которые крепили к фронтальной поверхности образца. Все образцы, которые вырезали из круглых прутков (материал ВИ-НВД, ВД и BPI), имели такую ориентировку, при которой трещина распространялась в радиальном направлении. В образцах, изготовленных из плоских заготовок, полученных методом ГИП, исходный надрез наносили параллельно направлению прессования. [c.302]

Скорость роста трещины усталости. Все определения скорости роста трещины усталости (СРТУ) были проведены на компактных образцах толщиной 12,7 мм с одним боковым надрезом, нагружаемых по линии трещины, за исключением образцов материала ВИ+ВД, испытанных при комнатной температуре и имевших толщину 25,4 мм. Ориентировка образцов была аналогична использованной при испытаниях на вязкость разрушения. Во всех образцах была предварительно выращена усталостная трещина при нагрузках, существенно меньших, чем в процессе последующих испытаний. Поскольку на СРТУ может влиять резкое изменение температуры, замеры производили только на стадии стабильного роста трещины. [c.302]

Испытания на вязкость разрушения. Результаты оценки вязкости разрушения материала In onel Х750 методом J-интеграла суммированы в табл. 3 и показаны в виде графиков на рис. 3. В табл. 3 приведены также значения от- [c.305]

Все испытания на вязкость разрушения проводили на компактных образцах толщиной 12,7 мм с заранее выращенной трещиной усталости. На образцах, не подвергавшихся холодной деформации, направление надреза было по возможности близким к радиальному. Направление надреза на образцах после холодной деформации было параллельно направлению деформации (ориентации образцов в соответствии со стандартом ASTM Е399-74). [c.337]

В работе [1] опубликованы результаты испытаний на вязкость разрушения при комнатной температуре и температуре жидкого гелия сплава In onel 718, закаленного от 1255 К и состаренного по двухступенчатому режиму вязкость разрушения составила соответственно 96,3 и 112,3 МПа-м /2. Испытания на вязкость разрушения в этой работе были проведены на компактных образцах толщиной [c.338]

Рис. I. Диаграммы нагрузка — смещение, полученные при сравнительных испытаниях на вязкость разрушения стали с 9 % Ni и сплава Fe— 12Ni-0,25Ti при 77 К

На рис. 1 приведены результаты испытаний на вязкость разрушения в виде диаграмм нагрузка — смещение. Форма полученных кривых свидетельствует о том, что ни один из сплавов не был испытан в действительности в условиях плоской деформации и при нестабильном росте усталостной трещины, на что указывает отсутствие скачков на графиках. Однако испытания образцов стали с 9 % Ni проходили в условиях, близких к плоскодеформированному состоянию, поскольку график зависимости нагрузка — смещение представляет собой почти прямую линию, а полученные значения вязкости разрушения 144- 166 МПа-м /2. В образце сплава Fe—12Ni— 0,25 Ti, обработанном по режиму 4, практически отсутствует нестабильный рост трещины усталости. Заранее выращенная в этом образце усталостная трещина продолжала устойчиво развиваться со значительной пластической деформацией до конца испытания. [c.350]

На рис. 2 показаны три образца после испытаний на вязкость разрушения. Из рассмотрения этого рисунка четко видна высокая пластичность сплава Fe—12 Ni—0,25 Ti. Фотографии, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа с поверхностей трех испытанных образцов, показаны на рис. 3. Эти фрактограммы сняты с участков вдоль центральной линии образца немного впереди фронта заранее выращенной усталостной трещины. Приведенные фрактограммы показывают, что рост трещины в центральном участке ее фронта в стали с 9 % Ni и в сплаве Fe—12 Ni—0,25 Ti, обработанном по режиму 1, происходит полухрупким образом путем квазкскола. Поскольку при испытаниях сплава Fe—12 Ni—0,25 Ti не были соблюдены ус- [c.350]

Характер разрушения при всех видах испытаний (растяжении, сжатии, изгибе, кручении) как под действием нормальных (отрыв), так и сдвиговых (срез) напряжений бывает вязким или хрупким. Различие между вязким и хрупким разрушениями заключается в величине нластич. деформации, накопленной перед разрушением. Оба вида разрушения связаны с зарождением и развитием трещин. Оценка сопротивления разрушению при обычных статич. испытаниях (предел прочности, временное сопротивление разрушению) часто недостаточна для определения пригодности материала как конструкционного, особенно при наличии надрезов, трещин п др. концентраторов напряжений. В этом случае применяют испытания на вязкость разрушения, при к-рых используют образцы с заранее созданными в них трещинами, и оценивают параметр (К), к-рый наз. коэф. интенсивности напряжений. Определяют этот коэф. для плоского (/Гд) или объё.много (КсО напряжённых состояний. [c.130]

Испытание на вязкость разрушения проводят по схеме внецентрального растяжения специальных образцов при изгибе. Для испытания применяют образцы с прямоугольным поперечным сечением и односторонним острым надрезом (рис. 64). От надреза наводится на пульсаторе усталостная трещина. Образцы различных материалов должны иметь разные размеры. Должно соблюдаться требование, чтобы суммарная глубина надреза и толщина сечения образца были больше величины 2,5 (К1с/оо,2) . Значение Кгс вычисляют при нагрузке Рд, отвечающей началу нестабильного развития трещины (рис. 65). При испытании строят диаграмму нагрузка Р — смещение V (смещение берегов трещины, т. е. расстояния между точками по обе стороны от трещины вследствие ее раскрытия) по диаграмме находят (рис. 65) нагрузку Рд и по ней рассчитывают коэффициент интенсивности напряжения Ко = РдУ1/(ай) , где а и Ь — размеры образца [c.93]

Применение /-интеграла для анализа распространения трещины в условиях упруго-пластической деформации отличается от определения /-интеграла в условиях полной деформационной пластичности или нелинейной упругости. Следовательно, параметр Д/, связанный с К уравнением (5.44) или уравнением (6.11), — это только механический параметр, с помощью которого можно так преобразовать данные, чтобы согласовать их с законом распространения усталостной трещины в условиях упругого нагружения (при многоцикловой усталости). Таким образом, чтобы исследовать поведение трещины, удовлетворяющей условиям микротечения при многоцикловой усталости, как и при испытаниях на вязкость разрушения [46 ] Ki и необходимы образцы большого размера. Если же применить образцы малого размера, то можно рассчитать [47 J соотношение dl/dN — К для больших образцов или элементов конструкций с помощью вышеописанного параметра А/, хотя условия в этом случае соответствуют макротечению или течению по всей поверхности. [c.223]

В целом книга Дж. Нотта оставляет хорошее впечатление. В ней после краткого тщательно продуманного описания расчета напряжений у вершины надреза и трещины рассмотрены практические методы испытаний на вязкость разрушения, механика разрушения пластичных материалов, переход от хрупкого скола к вязкому разрушению и приложение механики разрушения к росту трещин в условиях усталости и коррозии под напряжением. Везде, где это возможно, дается физическая картина явления [c.6]

В данной главе показано развитие испытаний на вязкость разрушения, предложенных на основе оригинального анализа Гриффитса. Нестабильный рост трещины происходит тогда, когда величина высвобождаемой энергии деформации (при фиксиро ванной деформации) или потенциальной энергии (при постоянной нагрузке) превышает критическое значение, равное поверхностной энергии для идеально упругого тела. На практике обычные металлы разрушаются квазихрупко , и критические значения вязкости в данном случае включают работу пластической деформации материала вокруг вершины трещины, предшествующей нестабильному состоянию. Постоянство значений вязкости разрушения образцов различной геометрии при различных температурах и скоростях нагружения может быть установлено только экспериментальным путем при полном понимании факторов, контролирующих степень пластического течения перед наступлением нестабильности. В следующей главе описано развитие экспериментальных методов оценки вязкости разрушения, а в гл. VII и VIII обсуждены микромеханизмы распространения трещины, чтобы показать, каким образом их можно иногда использовать для предсказания наступления момента нестабильного разрушения. [c.107]

Теория вязкости разрушения, изложенная в предыдущей главе, логически устанавливает вид экспериментов для измерения критических значений высвобождаемой энергии деформации или коэффициента интенсивности напряжений. Стандартные образцы с предварительно нанесенной трещиной нагружают до разрушения. Если разрушение макроскопически хрупко, то, исходя из нагрузок, рассчитывают вязкость разрушения с помощью стандартных таблиц податливости образцов. Эта методика включена в спецификацию Проекта Британского Стандарта № 3, метод АОИМ Е399-70 (см. гл. V, раздел 9 и последующие). Чтобы представить, какие измерения проводятся на практике и почему на размеры образцов накладываются определенные ограничения для получения достоверных результатов, целесообразно рассмотреть развитие испытаний на вязкость разрушения, начиная с первых экспериментов, выполненных Ирвином. [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...