Напряженное состояние в вершине трещины

Критерий Ирвина (25.15) в литературе называют силовым, так как он основан на анализе напряженного состояния в вершине трещины. [c.734]

Закономерности изменения раскрытия берегов трещины изучены для различных сочетаний перегрузок и разгрузок с учетом напряженного состояния в вершине трещины у поверхности по мере ее продвижения [58-61]. В качестве характеристики напряженного состояния материала введена новая характеристика — коэффициент [c.424]

Что касается колебаний величины шага усталостных линий на локальных участках излома, то это, вероятно, связано с особенностями пересечения трещиной в этих местах зон вытягивания. Возможно, в этих местах из-за особенностей структуры или напряженного состояния в вершине трещины ей было легче пересекать зоны вытягивания под значительным углом к своей плоскости. Тогда для отслеживания общего поля напряжений при следующем таком переходе она должна была возвращаться в свою плоскость. В результате такого изменения траектории трещины на каждом из ответных изломов как минимум через раз будут оставаться разные по площади части зон вытягивания и соответственно наблюдаться как бы колебание шага усталостных линий. [c.734]

Коэффициент интенсивности напряжения К, МН/м (кгс/мм характеристика напряженного состояния в вершине трещины. [c.11]

Описанная только что модель сталкивается с несколькими трудностями, включая вывод [332] о том, что в высокопрочных материалах в условиях особого напряженного состояния в вершине трещины пластическое течение не является необходимым. Кроме того, полностью игнорируются диффузионные эффекты. Согласно данным современной механики разрушения [320], такие эффекты могут быть важны, поскольку максимальные напряжения возникают очень близко от вершины трещины (рис. 51). Предпринимавшуюся попытку провести критические эксперименты [333], подтверждающие эту модель, следует, по-видимому, признать безуспешной [310]. С помощью приведенной модели трудно объяснить случаи прерывистого растрескивания [318], а также роль металлургических факторов (за исключением их влияния на локальные растворимости). Чувствуется, таким образом, что эта модель, в принципе корректная и привлекающая своей простотой,— в существующем виде несовершенна. Процессы, которые она пытается объяснять и использовать, а именно ослабление межатомных связей водородом, вполне могут лежать в основе многих или даже большинства явлений водородного охрупчивания, однако сама по себе модель пока неудовлетворительна. Возможно, дальнейшие исследования поставят ее на прочное [c.136]

Для некоторых конструкционных материалов (стали средней и низкой прочности, ряд алюминиевых сплавов) характеристики Kq и К часто оказываются формальным выражением результатов испытаний. С одной стороны, величина Kq является докритической характеристикой, а с другой — коэффициент К(,, определенный на стадии разрушения, уже не характеризует напряженное состояние в вершине трещин вследствие повышенного пластического течения. Однако в обоих случаях характеристики Kq и К служат связующим звеном между действующими номинальными напряжениями и исходной длиной трещины. [c.220]

Естественно в условиях ветвления, затупления и закрытия трещин существенно изменяется напряженное состояние в вершине трещины. В этом случае традиционные кинетические диаграммы теряют свою эффективность при прогнозировании ресурса конструкции. По представлениям [172] следует использовать эффективную величину коэффициента интенсивности напряжений учитывающую как [c.270]

Надежность материала 78, 184, 277 Надрез 77 Наклеп 79, 417 Накатка зубьев 500, 501 Напряжения внутренние 160 Напряженное состояние в вершине трещины 77, 98, 102 Настройка кинематической цепи 426, 432, 434 [c.508]

Расчеты критических размеров трещин требуют особой точности и обоснованности. Это связано с тем, что в отличие от традиционных расчетов прочности конструкции, при которых средние по сечению напряжения существенно ниже предела текучести (т. е. конструкция не переходит даже в стадию пластичности), расчет трещины является расчетом стадии разрушения. Кроме того, на критические размеры трещины существенно влияет большое число факторов температура, вид напряженного состояния в вершине трещины, который в свою очередь определяется целым рядом параметров, в том числе геометрическими размерами трещины и конструкции, маркой стали и технологией изготовления и т. п. [c.25]

Понятие коэффициента интенсивности напряжений, как известно, предложено Дж. Ирвином для характеристики напряженности материала у вершины трещины [60, 343]. В общем случае трещины могут находиться под воздействием нормального отрыва, продольного и поперечного смещений поверхностей. В этом случае напряженное состояние у вершины трещины описывается зависимостью [c.194]

Отсюда следует, что напряженное состояние у вершины трещины зависит только от пластической деформации и не зависит от положения структурного элемента. Таким образом, поскольку с приближением к вершине трещины пластическая деформация растет, любое критическое событие (некоторые значения Oi и ef) наступает раньше в более близком к вершине трещины структурном элементе. [c.232]

Напряженное состояние в структурном элементе с учетом раскрытия трещины определим на основании модификации ре-щения по линиям скольжения. При известных о и е,- напряженное состояние у вершины трещины можно найти по формулам (4,26) при а = О (Од-,1 = Оь Оуу = Ог, Огг = (Тз) [c.234]

Другой важной особенностью роста коррозионных трещин является то обстоятельство, что состав (в частности, водородный показатель среды pH) п электродный потенциал системы металл — среда в трещине и на гладкой поверхности значительно отличаются. А поскольку наряду с коэффициентом интенсивности напряжений скорость роста трещины определяется электрохимической ситуацией в вершине трещины, то представляется особенно важным ее изучение. Имеется несколько методик оценки электрохимического состояния в вершине трещины [114, 213, 256]. Результаты последних исследований указывают на его зависимость от уровня коэффициента интенсивности напряжений, длины трещины, внешней поляризации и частоты циклического нагружения [213, 2571. [c.340]

Обычно уравнение (2.2) используют без членов более высокого порядка 0(г), которыми пренебрегают в описании напряженного состояния у вершины трещины в силу их малости. Однако в случае многоосного нагружения такое упрощение является неправомерным [52]. [c.103]

В качестве других возможных причин остановки развития усталостных трещин, основанных на изменении напряженного состояния при ее вершине, можно назвать следующие развитие трещины в область более низких напряжений и, в частности, в область с отрицательными второй и третьей компонентами объемного напряженного состояния увеличение момента инерции сечений при развитии в них усталостных трещин и уменьшении в связи с этим амплитуды напряжений от изгиба различие работы упругопластической деформации у вершины трещины и у исходного надреза уменьшение жесткости напряженного состояния у вершины трещины при ее развитии и др. [c.18]

Разрушающая деформация ё/ в вершине трещины определяется через логарифмическую предельную деформацию ёа в шейке гладкого образца с учетом объемности напряженного состояния в ширине трещины [62] [c.115]

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [248], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряженного состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (метод каустик). [c.145]

Применительно к сквозным трещинам решающее влияние на закономерности роста трещины при возрастании соотношения оказывает напряженное состояние в вершине трещины, что вызывает изменение размера зоны пластической деформации. Разрушение перемычек между мезотуннелями происходит путем сдвига одинаковым образом, как при двухосном растяжении, так и при двухосном растяжении-сжатии. Это происходит потому, что вторая компонента нагрузки (растяжения и сжатия), лежащая в плоскости трещины, ориентирована вдоль осей мезотуннелей. Поэтому влияние второй компоненты на рост сквозных трещин проявляется преимущественно через изменение размера зоны пластической деформации в вершинах мезотуннелей — с уменьшением размера зоны пластической деформации происходит монотонное уменьшение всех кинетических параметров СРТ, шага бороздок и скосов от пластической деформации. [c.323]

Ирвин [17] и Орован [18] сформулировали принципы силового подхода к решению задач для сплошных тел с трещинами. При деформировании твердого тела внешними силами отношение величины освобождающейся упругой энергии тела (ДИ7) к приращению поверхности разрыва перемещений (Д5) становится критерием распространения трещины О. Использование полуобратного метода Вестергарда при анализе напряженного состояния в вершине трещины приводит к разложениям следующего типа [c.25]

Рассмотрение напряженного состояния в вершине трещины показывает, что оно может быть представлено в виде трех составляющих нормальный разрыв, связанный с а, и два сдвиговых, соответствующих Хху, Xyz (рис. 4). В условиях плос-кодеформированного состояния в вершине трещины взаимосвязь между критерием [c.25]

Что же касается первого положения динамической механики разрушения, в котором идет речь о напряженном состоянии в вершине трещины (а не о критериях разрушения — им посвящено второе положение этой теории), то и здесь возникает целый ряд вопросов — например, почему при небольших скоростях нагружения и умеренных нагрузках имеется соответствие между теоретически и экспериментально найденными коэффициентами интенсивности напряжений, а при больших скоростях нагружения и высоких нагрузках этого соответствия нет Конечно, можно здесь говорить о том, что эксперименты проводятся в пластинах, где наблюдается дисперсия волн, а характер напряженного состояния в вершине отличается от двумерного (что предполагается при теоретическом определении коэффициентов интенсивности напряжений), и все это будет действительно верно. Но главная причина расхождений теории с практикой состопт все же не в этом. [c.166]

По-видимому эти испытания имеют определенные преимущества по сравнению со стандартными испытаниями по Шарпи. В данном случае переход более резкий, а напряженное состояние в вершине трещины более жесткое, чем в V-образном надрезе стандартного образца. Существует очевидная корреляция между ударными величинами, выраженными в виде энергии на единицу площади, и вязкостями разрушения определяемыми путем испытания на растяжение надрезанных образцов (Орнер и Хартбауэр, [c.304]

Для исследования напряженного состояния в вершине нолу-бссконечнон трещины, находящейся в условиях плоского напря-у женного состояния плн плоской [c.214]

Для исследования напряженного состояния в вершине полу-бесконечной трещины, находящейся в условиях плоского напря- [c.220]

Критерий разрушения в виде достижения интенсивпости напряженного состояния у вершины трещины предельной величины. Длина пластической зоны (входящая в пластическую поправку ) у вершины трещины в ее направлении равна [c.481]

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]

Микроструктурные исследования показали, что усталостное разрушение биметаллической композиции как при комнатной температуре, так и при 800°С имеет сложный характер — в отсутствие четко выраженного деформационного микрорельефа в науглероженной зоне стали Х18Н10Т, а также в обезуглероженной зоне основного металла интенсивное дробление зерен и разрыхление поверхности сопровождаются образованием многочисленных очагов разрушения. При этом дробление происходит раньше, чем начинается развитие главной транскристаллической или межкристаллической трещины, приводящей к потере несущей способности слоя стали СтЗ. Межслойная поверхность раздела служит эффективным барьером для усталостной трещины,, так как напряженное состояние в вершине движущейся трещины резко изменяется. Магистральная трещина распространяется в плакирующем слое а при слиянии ее с трещиной материала основы образец ломается. [c.225]

Предварительным этапом моделирования кинетики развития трещины является выбор самой яодходящей расчетной модели. Модель связывает скорость развития трещины с характеристиками механики разрушения, которые определяют напряженное состояние у вершины трещины. В сущности, этот этап состоит в аналитической обработке экспериментальных данных и выборе оптимальной модели. Обработка проведена в зависимости от различных существующих моделей и использует критерий соответствия, например, [c.274]

Уравнение (1) послужило в дальнейшем основой для представления результатов экспериментальных исследований в виде диаграмм усталостного разрушения [7], на которых графически показаны зависимости скорости роста усталостной трещины от размаха или максимального значения коэффициента интенсивности напряжений цикла в логарифмической системе координат (рис. 1). В настоящее время на основании таких диаграмм проведено обобщение многочисленных экспериментальных данных о скорости роста усталостной трещины в зависимости от различных физико-механических и структурных факторов (см., например, [8]). Поскольку коэффициент интенсивности напрнжений является характеристикой напряженно-деформированного состояния в вершине трещины и зависит [c.285]

Результаты исследований [18] показывают, что величина электродного потенциала и pH среды в вершине развивающейся трещины значительно отличаются от аналогичных значений на поверхности образца и в общем объеме испытательной камеры и зависит от системы материал — среда и времени испытания. Поэтому поддержание постоянства электрохимических параметров среды в общем объеме испытательной камеры в процессе исследования ЦТКМ не означает обеспечения идентичности электрохимических условий в верптине трещины по мере ее развития. Следствием этого является неоднозначность получаемых результатов в зависимости от применяемой методики и длительности исследований, что снижает степень надежности и увеличивает степень риска при использовании их для оценки работоспособности элементов конструкций, работающих в условиях воздействия жидких коррозионных сред. В связи с этим методики, не обеспечивающие контроля электрохимических условий в вершине развивающейся трещины, некорректны для исследований ЦТКМ в жидких средах, для которых также необходима стабилизация напряженно-деформированного состояния в вершине трещины по мере ее развития для установления временных зависимостей изменения параметров, характеризующих электрохимические процессы в вершине усталостной трещины. [c.288]

Таким образом, методики исследования ЦТКМ в жидких средах в отличие от исследований па воздухе или вакууме должны обеспечивать стабилизацию напряженно-деформированного состояния в вершине трещины по мере ее развития и постоянство электрохими- [c.288]

В зависимости от вида напряженного состояния у вершины трещины влияние среды на скорость ее роста проявляется по-разному. При малых значениях ЛХ, т.е. в условиях, близких к плоской деформации, среда интенсифицирует рост трещины и уменьшает пороговые значения относительно того же показателя в воздухе. При одинаковом размахе коэффициента интенсивности напряжений среда увеличивает скорость роста трещины в сплавах ВТ5, ВТЗ, ВТ14 в 6 3 и 2 раза соответственно. При более высоких уровнях Д/С, когда трещина распространяется в условиях [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...