Масштабный фактор разрушени

При расчете детали на усталостную прочность наряду с фактором состояния поверхности необходимо учитывать также еще так называемый масштабный фактор. Опыты, проведенные по определению предела усталости для образцов различных размеров, показали, что с увеличением последних предел усталости уменьшается. Объясняется это тем, что максимальные напряжения в детали не характеризуют полностью всего процесса усталостного разрушения. От величины [c.404]

Влияние абсолютных размеров детали (масштабного фактора). Экспериментально установлено, что с увеличением абсолютных размеров деталей их сопротивление усталости снижается. Это объясняется статистической теорией разрушения, согласно которой при увеличении абсолютных размеров возрастает вероятность попадания дефектных зерен в зону концентрации напряжений. Существуют и технологические причины, способствующие проявлению указанной закономерности. Масштабный эффект зависит главным образом от поперечных размеров деталей и оценивается коэффициентом [c.254]

Приведены сведения о коррозии и коррозионно-усталостном разрушении металлов. Дан анализ современных методов и средств изучения коррозионной усталости. Рассмотрено влияние на коррозионную выносливость металлов структуры сплавов, агрессивности среды, масштабного фактора, частоты приложения механической. нагрузки и др. Приведены закономерности коррозионно-усталостного разрушения сталей, подвергнутых упрочняющим поверхностным обработкам. Изложены вопросы электрической защиты металлов от коррозионно-усталостного разрушения. [c.62]

Следует отметить, что на другие виды разрушения материалов в разной степени влияют масштабный фактор и конструкция детали. Так, при оценке коррозионной стойкости материала результаты, полученные для образца, при сохранении внешних условий могут быть, как правило, использованы для различных деталей. Однако, если испытывается усталостная или коррозионно-усталостная прочность материала, то форма и размеры образцов (которые стандартизованы) оказывают существенное влияние на процесс разрушения, поскольку не только вид нагружения, но и конструкция детали и технология ее обработки (шероховатость поверхности) определяют напряженное состояние и выносливость материала. Как известно, для усталостного разрушения разработаны методы пересчета на другой цикл нагружения, а также методы оценки концентрации напряжения и масштабного фактора. Это позволяет более широко использовать результаты испытания образцов для определения усталостной долговечности деталей различных конструктивных форм. В общем случае можно сказать, что применяемая схема испытания стойкости материала отражает уровень познания физики данного процесса. Чем глубже наши знания в раскрытии закономерностей процесса, тем больше методы испытания стойкости материалов абстрагируются от конструктивных форм изделий и отражают свойства и характеристики самих материалов. [c.487]

Рассмотрим некоторые особенности испытаний. На величину разрушающего усилия, также как и при штифтовом методе, оказывает влияние масштабный фактор. Доказано, что при нанесении плазменного покрытия в одинаковых условиях на образцы различных диаметров значения прочности соединения отличаются весьма резко. Уменьшение диаметра образца от 50 до 25 мм сопровождается падением величины разрушающего напряжения почти в два раза [61]. Это, вероятно, связано со сложностью механизма отделения покрытия. Отрыв покрытия обычно не наблюдается одновременно по всей площади контактирования, даже если происходит по границе покрытие — основной металл . Прежде всего отрыв идет от края образца, а затем распространяется к центру. Поэтому прочность соединения для данного покрытия, определенная на образце большего диаметра, будет выше, чем на тонком (краевой эффект). С увеличением диаметра образца роль краевого эффекта уменьшается. Кроме того, возможны варианты разрушения, такие же как и для штифтовой методики (см. рис. 4. 3). [c.70]

Разрушение металлов — более сложное явление, чем пластическая деформация. Оно имеет ряд особенностей, отличающих его от пластической деформации начало разрушения является субмикроскопическим и макроскопические эффекты его не характеризуют разрушение зависит не только от механических характеристик, влияющих и на пластическую деформацию, но и от ряда других факторов, таких, как поверхностные условия (состояние поверхности), действие коррозионной среды, микроструктурные дефекты, масштабный фактор, энергетические процессы при образовании новых поверхностей разделения и т. д. [c.168]

Моделируя работу материала в конструкции, можно полагать, что, если пренебречь масштабным фактором, кривые предельных состояний должны быть подобными для модельного и реального материалов. В случае отсутствия такого подобия закономерности разрушения в конструкции и модели могут быть различными. При этом предполагается, что ответственными за разрушение будут соотношения главных напряжений, рекомендуемые известными теориями прочности. Так, например, в случае моделирования условий разрушения конструктивного элемента, изготовленного из материала, прочность которого хорошо описывает первая теория прочности, следует применять материалы, прочность которых хорошо описывается той же теорией, т. е. должно выполняться условие [c.30]

Масштабный фактор. Сопротивление образца или изделия разрушению зависит от его размеров. Такое влияние размеров называют масштабным фактором прочности. Изучен он в условиях пластичного характера разрушения гораздо слабее, чем в условиях хрупкого. Коснемся поэтому только последнего. Обнаружено, что сопротивление отрыву с увеличением размеров поперечного сечения стержня значительно уменьшается. Прочность тонких нитей [c.290]

Феноменологический и физический пути построения критериев. Описанный выше подход к построению критерия для оценки границы перехода материала в предельное состояние имеет чисто феноменологический характер, никак не связанный с дискретностью строения материи поэтому и сами критерии имеют чисто феноменологический характер. В отличие от феноменологического, мыслим и физический подход к решению проблемы. Однако даже в случае линейного напряженного состояния или чистого сдвига теоретически находить характеристики, определяющие переход материала в предельное состояние, удается лишь для монокристаллов идеальной структуры. В случае же наличия многообразных дефектов структуры монокристалла, а тем более в случае поликристаллического тела (металла), проблема до сих пор не разрешена надежно даже для отмеченных выше элементарных однородных напряженных состояний. В настоящее время предпринимаются многочисленные попытки в направлении построения физических теорий с использованием методов математической статистики и теории вероятностей, к сожалению, пока далекие от возможности непосредственного широкого их использования в практических расчетах. Больше других удалось исследовать вопросы хрупкого разрушения, в том числе рассмотреть масштабный фактор и изменчивость прочности, а также явление усталости. Однако будущее принадлежит именно статистическим теориям, описывающим физику явления с единых позиций. [c.539]

Кавитационная эрозия появляется в виде местного разрушения деталей гидромашин и других устройств, металлические поверхности которых соприкасаются с потоком жидкости, когда в нем возникают местные падения давления. Причиной разрушения металла являются повторные местные ударные нагружения, возникающие при захлопывании каверн, причем разрушение происходит, по-видимому, при одновременном влиянии и фактора коррозии. В исследованиях, посвященных этому виду изнашивания, изучались само явление кавитации (в частности, влияние масштабного фактора), механизм разрушения и изыскание сплавов, стойких по отношению к кавитационной эрозии, условия изнашивания при кавитации в гидроабразивном потоке. [c.50]

В заключение необходимо отметить, что инверсия масштабного фактора при коррозионной усталости характерна для углеродистых, низко-и среднелегированных мартенситных нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов. Наиболее заметна она при изменении диаметра образца до 50—60 мм (рис. 69) и проявляется при большой базе испытаний, когда коррозионно-усталостное разрушение контролируется электрохимическим фактором. У нержавеющих сталей, склонных к щелевой коррозии, с увеличением диаметра образцов предел выносливости снижается и при испытании и в воздухе, и в коррозионной среде. [c.136]

Влияние на величину предела выносливости состояния поверхности образцов и масштабного фактора подробно описано в работах [3, 22, 97 ]. Зависимость предела выносливости от коэффициента асимметрии цикла R принято изображать графическим, причем из ряда возможных диаграмм [81 получили достаточно широкое распространение две диаграмма предельных амплитуд (диаграмма Хея) и диаграмма предельных размахов (диаграмма Смита). Эти диаграммы можно отнести как к абсолютным пределам выносливости, так и к условным пределам выносливости, отвечающим любым числам циклов до разрушения. [c.21]

Напомним, что кривые ф (х, R) отражают все особенности сопротивления усталости испытуемых образцов такие, как масштабный фактор, состояние поверхности, воздействие агрессивной среды и при необходимости даже влияние концентрации напряжений. В случае, когда уравнение (3.54) используется для проверки прочности, в качестве исходных данных должны использоваться кривые усталости, отвечающие малым вероятностям разрушения. [c.152]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Масштабный фактор в полной мере проявляется на деталях из стали как при растяжении, так и при изгибе, причем при изгибе прочность получается более высокой, чем при растяжении. Объясняется это тем, что при изгибе объем сопротивляющейся массы металла при одинаковых напряжениях будет значительно меньше, чем при растяжении при кручении хрупкое разрушение также наступает при больших напряжениях, чем при растяжении. Изменение размера образца, в свою очередь, существенно влияет на механические характеристики пластичных сталей (табл. 3.3). Как следует из таблицы, наиболее сильно размер образца влияет на предел пропорциональности и в некоторых случаях при увеличении диаметра образца от 5 до 40 мм падает более чем на 25%. Масштабный фактор проявляется и при хрупком разрушении в коррозионной среде. Так, с уменьшением поверхности прочность образца при погружении в коррозионную среду увеличивается. [c.137]

Использование полученного уравнения кривой усталости дало возможность построить распределение предела усталости на базе 10 циклов для образцов диаметром 10, 20 и 32 мм и при меньшем количестве образцов в серии (рис. 68). Анализ полученных результатов показывает, что для образцов разных диаметров, испытанных как на воздухе, так и в коррозионной среде, пределы усталости, соответствующие малой вероятности разрушения (р = 2%), отличаются не существенно, т. е. нижняя граница рассеивания пределов выносливости сплава практически постоянна. С увеличением вероятности разрушения влияние масштабного фактора на усталостную прочность увеличивается, наблюдается обычный ход масштабных кривых — затухание масштабного эффекта с ростом диаметра образцов (см. рис. 67). В этом можно видеть статистическую природу масштабного эффекта [97]. Характерным для титана является отсутствие инверсии масштабного эффекта в коррозионной среде, что очень важно для возможности прогнозирования масштабного. эффекта не только на воздухе, но и в коррозионной среде по результатам большой выборки испытания малых образцов и определения нижнего предела распределения выносливости. Этот предел и будет устойчивым для данного металла независимо от размера изделия. [c.141]

Обычно технологический фактор намного перекрывает собственно масштабный фактор, который, в противоположность технологическому, мал в случае характеристик статической прочности пластичных материалов (предел текучести, предел прочности и т. п.). Кроме ссылок на прямые эксперименты можно привести некоторые общие соображения. Если материал обладает заметной пластичностью и под пределом прочности (при растяжении) понимается предел равномерной деформации, то последний отражает в сущности пластические свойства материала. К моменту образования шейки механические свойства отдельных малых объемов выравниваются по среднему, и всякого рода местные дефекты структуры не могут играть такой решающей роли, как в случае собственно разрушения. [c.359]

В табл. 16 приведены значения коэффициента упрочнения Кв в зависимости от эффективного коэффициента концентраций напряжений Кв и метода поверхностного упрочнения. Чем больше Ко, тем эффективнее процесс поверхностного упрочнения. После поверхностной обработки очаг усталостного разрушения смещается под упрочненный слой, поэтому на величину влияет прочность сердцевины (см. табл. 16). Чем больше Кв, тем эффективнее поверхностное упрочнение. С увеличением сечения изделия (масштабный фактор Кйа) коэффициент упрочнения Ко после поверхностной закалки, химико-термической обработки и ППД уменьшается. При оптимальных режимах упрочнения (а < 3) для предварительных расчетов Ко может быть определен по формуле [c.319]

Для надежной работы материала необходимо, чтобы температурный порог хладноломкости был ниже рабочей температуры. На склонность к хрупкому разрушению, как и при нормальных температурах, влияют концентраторы напряжений и масштабный фактор деталей. [c.143]

Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. Хрупкие разрушения обычно связывают с наличием дефектов. Они могут быть внутренними, поверхностными и служат источниками концентрации напряжений. Дефекты могут быть в виде пор, шлаковых включений, горячих и холодных трещин, микротрещин, непроваров и т.п. Необходимо их контролировать и принимать соответствующие меры. С увеличением остроты и размеров дефектов склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор). Хрупкое разрушение материала происходит при высоких и низких (ниже предела текучести материала) напряжениях, а в ряде случаев [c.88]

В книге описано современное состояние вопроса о сопротивлении усталости сварных конструкций в машиностроении. Освещены особенности усталостных разрушений сварных конструкций в связи с масштабным фактором, остаточной напряженностью, способом сварки, характером нагружения и конструктивными формами. Приведен экспериментальный материал по усталости стыковых, нахлесточных, тавровых, штуцерных, трубных соединений, несущих элемеитов балочного и рамного типов, а также по влиянию наплавок из аустенитных сталей и цветных металлов на сопротивление усталости крупных стальных валов. Значительная часть книги отображает результаты экспериментальных работ, выполненных под руководством авторов или при их участии. [c.2]

В известных экспериментальных работах оценено влияние на прочность и разрушение силикатного стекла и керамики [83, 89, 92, 94, 104, 114, 121, 130] временного и масштабного факторов [4, 6, 9], способа получения и теплового режима [24, 44, 48], рассмотрены способы повышения прочности [11, 12] и объяснены наблюдаемые при этом явления [22, 38, 56], изучено влияние напряженного состояния на поведение стекла под нагрузкой [8] и определены скорости распространения трещин [61—63, 74, 122]. [c.7]

Статистическая теория подобия усталостного разрушения в изложенной далее форме дает описание влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы поперечного сечения и вида нагружения на характеристики сопротивления усталости, определяемые по условию появления первой макроскопической трещины усталости. Характеристики прочности на стадии развития усталостной трещины и окончательного разрушения описываются методами механики разрушения (см. разд. 2). [c.59]

Уравнение (3.15) уже как бы отражает влияние масштабного фактора , ибо из этого уравнения следует, что с ростом количества звеньев п вероятность разрушения цепи при том же о увеличивается. Пусть, например, вероятность разрушения единичного звена Pj (а) = 0,0001 тогда при /г == 10 по уравнению (3.15) Р (а) = 1 — (1 — 0,0001)1 0,001, а при д = 1000 Р (сг) = = 1 — (1 — 0,0001) о 0,095. [c.61]

Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Хрупкому разрушению способствуют все концентраторы напряжений, особенно с увеличением остроты и глубины надреза. Вероятность хрупкого разрушения возрастает с ростом размеров о6рг.з ха - масштабный фактор разрушения. [c.162]

Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрт.шу 5от (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации о.,. (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разруи1аться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях меньших, чем предел текучести. Точка / пересечения кривых и а,., соответству-юп ан температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости или порога хладноломкости (/п. х)- Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор). [c.53]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Масштабный фактор влияет не только на предел выносливости гладких образцов, но также изменяет характеристики циклической трещиностойкости, которые оцениваются при построении кинетических диаграмм усталосгного разрушения (КДУР). На рис. 51 приведены сравнительные данные гго исследованию скорости распространения усталостных трещин (РУТ) в сталях [c.83]

И разрушении. Масштабный эффект заключается в изменении наблюдаемого физического поведения геометрически подобных моделей и конструкций с изменением абсолютного масштаба (масштабного фактора). При этом геометрическое подобие обоснованно рассматривается как макроскопическое подобие, для которого такие размеры, как диаметр зерна, расстояние между частицами и их размер, и другие микропараметры не учитывают. В этом и заключается сущность масштабного моделирования, так как в противном случае необходимо было бы всегда пользоваться результатами только натурных испытаний. Однако, используя моделирование, следует помнить, что масштабные эффекты при пластическом течении и разрушении проявляются в виде микропроцессов на макроуровне. Например, радиус закругления острой трещины зависит от микрострук-турных факторов. В связи с этим отношения радиуса закругления. трещины к ее длине и длины трещины к размеру образца становятся геометрически неподобными величинами. [c.434]

Проявление масштабного фактора тесно связано с влиянием состояния поверхности. В частности, длительное травление стекла плавиковой кислотой, удаляющее наружный слой и создающее идеально ровную поверхность, приводит к резкому снижению вероятности существования на поверхности опасных дефектов, и согласно статистической теории дефектов должно наблюдаться повышение прочности массивных образцов до прочности тонких стеклянных волокон. Эксперимент полностью подтверждает это предположение. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ Й СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НА ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ. Состояние поверхности — один из важнейших факторов, влияющих на результаты механических испытаний образцов в лабораторных условиях. Наличие небольших выступов и впадин на плохо обработанной поверхности приводит к повышению концентрации напряжений. Поверхностные неровности могут играть роль хрупких трещин и значительно снижать определяемые испытаниями прочностные характеристики металла. Например, хрупкие в обычных условиях кристаллы каменной соли становятся пластичными, если при испытании их погрузить в теплую воду, растворяющую дефектный поверхностный слой (эффект Иоффе). Тщательная полировка поверхности металлических образцов приводит к увеличению измеряемых при растяясенпи характеристик прочности и пластичности. [c.435]

На увеличение пластичности разрушения по мере распространения трещины оказывает влияние масштабный фактор, однако по-разному на различные материалы. Так, увеличение диаметра образца от 5 до 40 мм в сталях 40ХНМА, 18Х2Н4ВА,. ЗОХГСНА привело к увеличению относительной доли дна чашечки в изломах разрывных образцов от 0,25 до 0,4—0,5, а в меди она оставалась практически одинаковой (0,25) [67]. Дно чашечки условно можно принимать за зону макроотрыва, хотя известно, что разрушение в этой зоне проходите участием пластической деформации, причем неодинаковой но всей площади дна [17]. [c.9]

Величина X = lg -т- 1) в уравнении (2) рассматривается как случайная, имеющая среднее значение, равное (—lg 0), и среднее квадратическое отклонение 8 Пр — квантиль нормального распределения, соответствующий вероятности разрушения Р %). В работах [3—6 и др.] приведены многочисленные экспериментальные данные, подтверждающие применимость уравнения подобия (2) для количественного описания влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы сечения и вида нагружения на сопротивление усталости образцов и деталей из различных сталей, чугу-пов, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Если испытания на усталость проводятся по обычной методике при количестве образцов 8—10 на всю кривую усталости, то отклонение б экспериментальных значений сг 1 от расчетных не превышает 8 % с вероятностью 95 %. При использовании статистических методов экспериментальной оценки пределов выносливости (метода лестницы , пробит -метода или построение полной Р — а — Х-диаграммы при количестве испытуемых образцов от 30 до 100 и более) аналогичное отклонение б не превышает 4 % с вероятностью 95 %. [c.310]

Для резьбовых соединений конструкций и аппаратов различного назначения широко применяются низколегированные теплоустойчивые стали с пределом текучести, равным 750—900 МПа, и пределом прочности 800—110 МПа. В работе [4] исследована трещиностойкость стали 25Х1МФА, приведены диаграммы предельного состояния при различных механизмах разрушения, показано влияние уровня предела текучести, размера, масштабного фактора, скорости деформирования на коэффициент интенсивности напряжений Ашс в условиях продольного сдвига. Связь между Кщс и К с приведена [41 в следующем виде [c.388]

В результате испытания образцов из среднеуглеродистой стали диаметром 7 и 60 мм было установлено, что инверсия масштабного фактора в 3 %-ном растворе Na I имеет место при сравнительно большой базе испытаний, т.е. когда разрушение контролируется электрохимическим фактором. При высоких уровнях напряжений, когда усталостное разрушение зависит от механического фактора, влияние размеров образцов на Их выносливость в коррозионной среде может быть такое же, как и в воздухе. [c.133]

Обнаружена также тенденция к повышению чувствительности к масштабному фактору с ростом частоты нагружения. Проявление масштабного фактора в 3Ha4ntenbHoii мере зависит не только от частоты, но и от базы испытаний (рис. 75). При больших базах испытаний частотный фактор не оказывается на уровне сопротивления коррозионно-усталостному разрушению, поэтому рекомендуется за минимальнуб базу испытаний в коррозионной среде принимать 200-300 ч. [c.145]

И в воздухе, и в коррозионной среде с увеличением диаметра неупроч-ненных образцов их выносливость уменьшается, т.е. проявляется масштабный фактор без его инверсии в коррозионной среде. Такая же зависимость получена и для поверхностно-упрочненных обкаткой образцов. При этом зарождение очага разрушения в обкатанных образцах происходило на глубине 0,8—1,5 мм. [c.164]

Многие металлы (Ре, Мо, 2п и др.), имеющие ОЦК и ГПУ кристаллические решетки, в зависимости от температуры могут разрушаться как вязко, так и хрупко. Понижение температуры обусловливает переход от вязкого к хрупкому разрушению. Это явление получило название хладноломкости. Явление хладноломкости можно объяснить схемой А. Ф. Иоффе (рис. 57). Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрыву (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разрушаться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях, меньших, чем предел текучести. Точка пересечения кривых о. , и 5отр, соответствующая температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости, или порога хладноломкости ( ц. х)- Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор). [c.80]

Предел выносливости возрастает с увеличением Ов и 0(,,2, однако у высокопрочных сталей, обладающих высокой ч щстви-тельностью к концентраторам напряжений, предел выносливости может быть пониженным (см. рис. 74). У высокопрочных сталей сильно возрастает коэффициент К вследствие резкого увеличения коэффициента Ка по мере роста Оо,2 и снил ения коэффициентов Kda (масштабный фактор) и Кра учитывающего качество обработки поверхности. Снижается и вязкость разрушения Ki , а следовательно, и сопротивление росту усталостной трещины (живучесть). Это нужно учитывать, когда из соображений снижения массы конструкции выбирают сталь с высоким 0(,,2- [c.318]

В отдельных случаях, однако, переход разрушений в шов сопровождается заметным снижением уровня длительной прочности и пластичности. На рис. 40 приведены зависимости длительной прочности и пластичности сварного соединения стали 1Х12В2МФ (ЭИ756) со швом типа ЭФ-ХПВМФН. По длительной прочности металл шва несколько уступает основному металлу. В условиях испытания при 580° С длительностью до 500—1000 ч как стандартные, так и большие образцы разрушаются пластично по основному металлу. При большем времени испытания разрушение становится хрупким, переходя в шов вблизи границы сплавления. Характерным является то обстоятельство, что экспериментальные точки для больших и стандартных образцов хорошо укладываются на одной общей кривой, свидетельствуя об отсутствии влияния масштабного фактора. Можно высказать предположение, что данный характер разрушения обусловлен повышенной склонностью высокохромистого металла шва к концентрации напряжений, возникающей при растяжении вблизи границы сплавления из-за меньшей прочности шва по сравнению со сталью. [c.62]

Наибольшее внимание в вопросах сопротивления малоцикловому и хрупкому раз-р утиению уделяется определению несущей способности основных элементов атомных энергетических установок - корпусов реакторов, каналов, парогенераторов, теплообменников, трубопроводов, внутрикорпусных устройств. В первую очередь это относится к водо-водяным энергетическим реакторам мощностью от 70 до 1000 МВт с температурами теплоносителя от 270 до 325°С, изготавливаемым из малоуглеродистых низколегированных сталей больших толшин. Такие стали склонны к хрупкому разрушению вследствие проявления масштабного фактора, радиационного и циклического повреждения, а также деформационного старения. Толщины стенок корпусов ВВЭР, работающих при давлении от 10 до 16 МПа находятся в пределах от 120 до 260 мм, а в некоторых зонах до 500 мм, диаметры от 1000 до 4000 мм, и высота от 6000 до 24000 мм. [c.75]

По обоснованию оптимального размера образцов в отечественных работах [23, 65] было показано, что увеличение диаметра от 10 до 28 мм испытуемых цилиндрических образцов с поперечным швом вызывает повышение уровня долговечности, но одновременно резко снижает длительную пластичность, при этом разрушение образцов большого диаметра главным образом происходит по ЗТВр сварного соединения стали 12Х1МФ. Повышение уровня длительной прочности объясняется влиянием масштабного фактора, что обусловливает необходимость испытания образцов большого сечения с целью максимального приближения результатов экспериментов к долговечности реальных сварных соединений паропроводов. [c.165]

Надо считать, что усталостное разрушение начинается с образования пороков или дислокаций того или иного типа,которые распределяются в материале случайным образом. Влияние масштабного фактора связано с наличием градиента напряжения на заданном расстоянии от точки с наибольшим напряжением образование трещинообразного порока вызывается меньшим напряжением, когда концентратор мал. Если гладкий образец подвергается осевой нагрузке, то согласно предположению влияние масштабного фактора будет зависеть от объема [c.123]

Вырывы материала, налипание и структурные преобразования, образуюш,ие геометрические и структурные концентраторы напряжения, — таковы в обш,ем причины падения циклической прочности при изнашивании при заедании. К ним следует добавить значительные напряжения, вызванные местными тепловыми импульсами. Отличительной особенностью механизма усталостного разрушения сталей при наличии очагов схватывания является, как и следовало ожидать, зарождение и развитие усталостных трещин на нескольких участках поверхности образца. Что касается масштабного фактора, то опыты Г. И. Вальчука показали, что число циклов до разрушения поврежденного схватыванием образца с увеличением диаметра возрастает при постоянной частоте нагружения. [c.255]

Во-вторых, с ростом абсолютных размеров поперечного сечения уменьшается среднее значение сг ах. но одновременно уменьшается и среднее квадратическое отклонение этой величины т. е. функция распределения а ах на нормальной вероятностной бумаге будет изображаться прямой линией, проходяш,ей с большим наклоном к оси абсцисс у больших образцов по сравнению с малыми. При нормальном распределении величин 0 ах получается пересечение соответствующих линий на нормальной вероятностной бумаге при достаточно малых вероятностях разрушения, что противоречит представлениям о влиянии масштабного фактора. Поэтому при анализе закономерностей подобия усталостного разрушения целесообразно пользоваться нормальным распределением величины X = Ig (сГп,ах — и), которому не свойственны указанные особенности. Однако указанные соображения против использования нормального распределения Ощах несу-ш ественны. С другой стороны, это распределение весьма удобно при практических расчетах на прочность. Поэтому в дальнейшем с целью упрощения расчетов нормальное распределение величины X = Ig (а ,ах — м) будет аппроксимировано нормальным распределением величины Ojnax- [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...