Напряжение механическое критическое

В соответствии с этим положением может быть дано определение КР высокопрочных алюминиевых сплавов как субкритического роста трещины в условиях коррозионной среды в результате постоянного действия растягивающих напряжений. При этом не рассматривается чистое механическое растрескивание при коэффициентах интенсивности напряжений выше критических. [c.151]

Характеристики механическим свойств материала, определяющие его чувствительность к концентрации напряжений 153 — Критические значения 167 [c.223]

Диаграмма истинных, а не условных напряжений, построенная по данным того же опыта при растяжении, показывает (см. рис. 14.5), что и после образования шейки истинные напряжения продолжают возрастать. Наконец, непосредственные механические испытания весьма малых образцов, вырезанных из шейки, подтвердили тот вывод, что и после образования шейки еще никакого разрушения не происходит. Таким образом, нагрузка, соответствующая началу образования шейки и максимуму условного напряжения, является критической только для пластического растяжения, подобно тому как существует критическая нагрузка только для продольного изгиба при определенных условиях нагружения. [c.26]

Нагрузка во всех испытаниях осуществлялась ступенями в 3—5% от критической нагрузки на стержень и выдерживалась на каждом этапе в течение 8—10 мин. При загружении стержней производились замеры напряжений механическими рычажными тензометрами, а перемещений (прогибов)—прогибомера-ми системы Н. Н. Максимова в трех сечениях по высоте стержня. [c.150]

Как известно, для механического разрушения необходимы определенные значения механических напряжений или деформации, превышающие пороговые. Так, для электрического пробоя, например, нужно преодолеть пороговые значения электрических напряжений. Механические напряжения определяются давлением, ударной волны, а оно, в свою очередь, зависит именно от пиковой мощности, которую несет эта ударная волна. Если давление ударной волны будет меньше той критической величины, которая может вызвать механические разрушения, то, естественно, никакого разрушения не последует, независимо от значений величины 8. Если же мощность ударной волны такова, что давления будут превышать пороговые значения механических деформаций, то разрушения будут иметь место, и именно в этом случае объем разрушений будет при прочих равных условиях пропорционален 8. [c.247]

Основными механическими свойствами материала, характеризующими разрушение образца, являются критическая деформация (или предельная пластичность) е/ и истинное разрушающее напряжение 5к. В различных металлах зависимости ) Т) и Sk T) ведут себя различно. Во многом это определяется типом кристаллической решетки металла. У металлов с гране-центрированной кубической решеткой (ГЦК металлов) температурная зависимость механических свойств в широком диапазоне температур [211, 242, 243] практически отсутствует. Примерно так же ведут себя и предельные характеристики е/ и 5к в пластичных металлах с гексагональной плотноупакованной решеткой (ГПУ металлах), например в а-титане, хотя влияние температуры сказывается на них сильнее [211]. [c.51]

Для стержней большой гибкости (А > пред)1 когда критические напряжения не превышают предела пропорциональности материала, модуль упругости Е является единственной механической характеристикой, определяющей сопротивляемость стержня потере устойчивости. В этом случае нецелесообразно применять сталь повышенной прочности, так как модули Е для различных сталей практически одинаковы. [c.517]

Ввиду особой важности явления глава Влияние механических напряжений дополнена новым разделом по механике разрушения. Детально рассмотрено понятие критического потенциала коррозионного растрескивания под напряжением. [c.14]

Механический смысл понятия предела трещиностойкости можно еще пояснить следующим образом. Пусть имеется критическая диаграмма р — I, отвечающая случаю отсутствия пластических деформаций у вершины трещины (т. е. концепция коэффициента интенсивности справедлива). Однако эта диаграмма является теоретической и не совпадает с реальной рс — I из-за развития пластической зоны у вершины трещины, причем всегда р> Рс при данной длине I, так как в силу пластической релаксации напряжений несущая способность образца надает (сравнительно со случаем идеальной упругости, когда такого падения напряжения нет). Тогда можно записать, что [c.281]

Очевидно, что все перечисленные способы определения температуры деформации являются в значительной степени условными, так как характер и значение механического напряжения, а также значение критической деформации, по сути дела, выбираются произвольно. Кроме того, произвольной является и устанавливаемая мри данном типе испытания скорость нагревания, так как у аморфных тел деформация сильно зависит от времени приложения механической нагрузки. [c.171]

Предельное напряжение в стержнях. Из формулы (14.31) следует, что критическое напряжение (в отличие от механических характеристик материала и сГг) является характеристикой конструкционной, так как зависит от гибкости стержня. [c.236]

Электромеханический пробой наблюдается в полимерных диэлектриках при температурах, когда они находятся в высокоэластичном состоянии. Под действием сил электростатического притяжения, возникающих между электродами при высоком напряжении, происходит механическое сдавливание диэлектрика, уменьшение его толщины. При достижении критической деформации происходит механическое разрушение образца. [c.171]

Когда однонаправленный композит нагружается поперек волокон, возникает критическая ситуация. При этом жесткость достигает минимума и критерий прочности определяется величиной напряжений и деформаций в матрице. Относящиеся к этому случаю микромеханические исследования большей частью носят аналитический характер [9]. В некоторых исследованиях рассматриваются средние (макроскопические) механические характеристики и даются выражения для модулей в поперечном направлении и коэффициентов теплового расширения композита. Некоторые из этих работ основаны на энергетических [c.493]

Исследования, проводимые на конструкциях, долгое время работающих при механических напряжениях в условиях повышенных температур, показывают существенную роль кинетики механических свойств. Все эти работы позволили оценить критическое время и критическую степень повреждаемости материала. [c.196]

Как и язвенная коррозия, коррозионное растрескивание под напряжением происходит преимущественно на пассивированных металлах в пределах области критических потенциалов. На уровень предельных потенциалов кроме специфических свойств материалов и сред оказывают влияние также вид и величина механических нагрузок. Съем металла (потеря массы) при коррозионном растрескивании под напряжением может быть чрезвычайно малым или даже равным нулю. Разрушение может развиваться вдоль границ зерен (межкристаллитно) или через зерна (транскристаллитно). [c.71]

Коррозионное растрескивание под напряжением вызывают только растягивающие механические напряжения выше определенного критического уровня. Напряжения сжатия абсолютно безопасны. Можно учитывать остаточные напряжения после холодной деформации, например сгибания или сильного вытягивания, и наложенные напряжения от действующей нагрузки. [c.34]

Коррозионное растрескивание под напряжением может вести к особенно быстрым и серьезным разрушениям. Чтобы механические напряжения могли вызвать коррозионное растрескивание, они должны превысить критический уровень, который зависит от нескольких факторов, таких как состав нержавеющей стали, поверхностная шероховатость, размер зерна, структура, а также состав среды и температура. Растягивающие напряжения в конструкции могут возникать, например в результате сварки и механической обработки. [c.119]

Для того чтобы понять особенности механического поведения аморфных сплавов в этой области, рассмотрим поликластерную модель полосы скольжения, предложенную Бакаем [419]. Она основана на представлении аморфных твердых тел в виде ансамбля поликластеров. Предполагается, что границы кластеров обладают тем же атомным строением, что и слои скольжения. Однако в силу случайной ориентировки кластеров и их произвольной формы сквозная трансляционно-инвариантная межкластерная граница отсутствует. С другой стороны, сдвиг по поверхности, отвечающей однородным сдвиговым напряжениям, невозможен без разрывов связей по кластерным границам. Поэтому скольжение происходит вдоль тех участков кластерных границ, где касательные напряжения достигают критического уровня (при этом разрывы происходят в местах концентрации нормальных к границе растягивающих напряжений). Поэтому негомогенная пластическая деформация путем сдвига в случае аморфных сплавов (мезоуровень) в соответствии с моделью сопровождается микроразрушениями под действием нормальных напряжений (микроуровень). [c.299]

Гидропескоструйная обработка, обдувка чугунным и корундовым песком создают в поверхностном слое сжимающие напряжения, достигающие 440—780 МН/м (44—78 кгс/мм ) при определении их рентгеновским методом и 650—1100 МН/м (65—ПО кгс/мм ) механическим. С уменьшением внутренних напряжений растяжения и увеличением напряжений сжатия критическое напряжение стали в 207о-ном растворе серной кислоты с добавкой хлористого натрия и время до появления трещин в тропической камере увеличиваются. Зависимость критического напряжения от [c.118]

При вязком разрушении по механизму образования, роста и объединения пор критической величиной служит, как правило, пластическая деформация е/ в момент разрыва — образования макроразрушения. Для расчета е/ Томасоном, Макклинтоком, Маккензи и другими исследователями предложен ряд моделей, в которых критическая деформация при зарождении макроразрушения связывается с достижением некоторой другой эмпирической критической величины, например с критическим расстоянием между порами, с критическими напряжениями в перемычках между порами, с критическим размером поры и т. п. Альтернативным подходом к определению ef, не требующим введения эмпирических параметров, является физико-механическая модель вязкого разрушения, использующая понятие микро-пластической неустойчивости структурного элемента. В модели предполагается, что деформация sf отвечает ситуации, когда случайное отклонение в площади пор по какому-либо сечению структурного элемента не компенсируется деформационным упрочнением материала и тем самым приводит к локализации деформации по этому сечению, а следовательно, к потере пластической устойчивости рассматриваемого элемента без увеличения его нагруженности. [c.147]

Закалка заключается в нагреве стали на 30—50 С выше Ас для до-эвгектоидшлх сталей или на 30—50 °С выше A i для заэвтектоидных сталей, выдержке для завершения фазовых превращений и последующем охлаждении со скоростью выше критической (рис. 127). Для углеродистых сталей это охлаждение проводят чаще в воде, а для легированных — в масле или других средах. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки подвергают отпуску. [c.199]

Что касается выбора материала, то для стержней большой гибкости (когда сг,(р Стпц) применять сталь повышенной прочности нецелесообразно. Это следует из того, что в данном случае модуль упругости Е является единственной механической характеристикой, определяющей сопротивляемость стержня потере устойчивости (см. формулу (13.5)1, а для различных сортов стали его величина практически одинакова. Для стержней малой гибкости применение высокосортных сталей оказывается выгодным, так как с увеличением предела текучести повышаются критические напряжения, а следовательно, и запас устойчивости. [c.214]

Исследования отклика системы на скорость движения усталостной трещины открыли возможность резкого повышения информативности опытов по механическим испытаниям при учете критических точек [3]. Процессу разрушения, как и другим неравновесным процессам, свойственны стадийность и многомасштабность. При циклическом нагружении легче всего изучать особенности разрушения на различных масштабных уровнях [32-35]. Путь к этому открыла линейная механика разрушения, так как позволила описать локальное (у края трещины) напряженное деформированное состояние. При матическом на1ружении образца с предварительно созданной трещиной трудно обеспечить ус]ювия плоской деформации на фронте трепщны. Напомним, что условия плоской деформации предполагают образование у края трещины зоны пластической деформации, пренебрежительно малой по сравнению с длиной трещины. Для этого требуется испытать крупно1абаритные образцы при пониженной температуре (в случае пластичных материалов). [c.300]

При достаточно высокой степени деформации (е> >80- -90%) максимальная разориентация соседних ячеек превышает 5—10° при средней разориентации 2—3°. Имеется критический угол 0кр разориентировки границы ячеек. При 0<0кр<2н-5° границы ячеек оказывают сопротивление движению дислокаций по типу сопротивления дислокаций леса . Если 0> 2-4-5°, границы ячеек становятся столь же эффективными барьерами для передачи скольлсения, как и границы зерен, повышая тем самым деформирующее напряжение. Передача пластической деформации через такие границы сопровождается нагромождением дислокаций. В отличие от разных стадий пластической деформации, когда длина плоскости нагромождения ограничена размером металлографически выявляемого зерна, при больших деформациях длина плоскости нагромождения ограничена размером ячейки. Формирование ячеистых дислокационных структур зависит от условий деформации, среди которых главными являются температура, степень и скорость деформации, вид напряженного состояния. Многочисленные экспериментальные данные дают основание утверждать что снижение температуры деформации, повышение скорости деформации, легирование (при условии, что легирование не сильно влияет на величину энергии дефекта упаковки) или загрязнение металла, повышая напряжение течения, одновременно затрудняют формирование ячеистой структуры. Ячеистая структура оказывает непосредственное влияние на свойства деформированного металла, причем структурно чувствительные механические свойства зависят не только от размера ячейки, но и от угла 0 между соседними ячейками. [c.251]

При растяжении плоских образцов с центральной сквозной трещиной перед наступлением критического состояния равновесия (когда трещина начинает быстро лавинообразно распространяться при постоянной внешней нагрузке) почти всегда наблюдается стадия медленного устойчивого докритического роста трещины. Это медленное подрастание трещины, хорошо известное экспериментаторам, приводит к тому, что критическая длина трещины /с превышает исходную длину lo на 30, 50, а то и на 100% в зависимости от свойств материала и длины исходной трещины. Зависимость напряжения в неослабленном сечении образца от длины устойчивой трещины принято называть докритической диаграммой разрушепия. Стадии медленного роста трещины придается настолько большое значение, что при исследовании механических свойств материалов предлагается дополнять диаграммы деформации диаграммами разрушения [50, 109, 110, 140, 205, 315]. [c.244]

Повышение сопротивления элементов конструкций хрупкому разрушению с учетом изложенных выше основных механических закономерностей возникновения,развития и остановки хрупких трещин должно осуществляться путем рационального проектирования, правильного выбора металла и технологии изготовления, контроля и наблюдения за состоянием конструкций в эксплуатации. При этом задача сводится к обеспечению возможности снижения критической температуры хрупкости и повышения разрушающего напряжения. Решение этой задачи достигается снижением концентрации напряжений, уменьшением возможности динамических перегрузок, применением термической обработки сварных соединений, снижением начальной дефектности конструкций. Значительное снижение критической температуры возможно в результате легирования термообрабатываемых сталей при этом наибольший эффект достигается при легировании сталей никелем. [c.68]

Исследование зависимости т, от таких факторов, как чистота металла, температура, скорость де юрмации и других переменных параметров испытания, дает важную инс юрмациюо механических свойствах металла. Так, на рис. 1.6 представлены типичные значения критических приведенных касательных напряжений в температурном интервале О—500 К- Точные значения зависят от физической и химической чи- [c.16]

Трехмерных фотоупругих исследований было проведено очень мало. Дюрелли с соавторами [23] и Паркс с соавторами [49] изучали распределения напряжений вокруг включений различной конфигурации в подвергающихся усадке и механической нагрузке матрицах. Они использовали заливку эпоксидной смолы с низкой температурой отверждения вокруг включения из плексигласа или из иного эпоксида. Применялась обычная методика замораживания напряжений и изготовления срезов. Поскольку при критической температуре коэффициент Пуассона очень близок к 0,5, материал считался несжимаемым. [c.527]

Простейший анализ таких композитов провели Келли и Тайсон [33], а также Кокс [13]. В обеих работах предполагалось, что передача напряжений от матрицы через волокно описывается простой моделью запаздывания сдвига. Согласно этой модели, нагрузка на волокно передается лишь за счет возникновения напряжений сдвига на поверхности раздела волокно — матрица. Влиянием соседних волокон, концов рассматриваемого и последующего волокон и влиянием сложного напряженного состояния пренебрегают. Этот простой подход (рис. 12) позволяет сделать элементарные механические расчеты ряда важных характеристик композитов с короткими волокнами. Авторы работ [13, 33], показали, что существует длина передачи нагрузки (минимальная длина короткого волокна, начиная с которой оно нагружается до того же уровня, что и бесконечно длинное волокно), и развили соответствующую концепцию критической длины волокна. Кроме того, они рассчитали распределение напряжений сдвига на поверхности раздела в окрестности конца волокна (рис. 13). [c.60]

Как известно, если каждое зерно пересекается примерно одной дислокацией в секунду, то этим нельзя объяснить высокое значение предела текучести в рамках представлений о формировании дислокационных скоплений. По этой причине наиболее подходящей моделью, объясняющей механическое поведение наноструктурных материалов, является модель, основывающаяся на механизме изгиба дислокаций [342]. Согласно этой модели необходимым условием для начала пластической деформации является принятие дислокационными петлями формы полуокружности. Критическое напряжение, при котором выполняется дйнное условие, выражено уравнением [117 [c.193]

Были предложения использовать для аккумулирования электроэнергии сверхпроводящие катушки индуктивности. Они должны представлять собой крупные устаповки на прочных фундаментах с жестким креплением, чтобы противостоять механическим нагрузкам, возникающим под действием циркулирующего тока. В конструкциях должны использоваться сверхпроводники II рода, рассмотренные в гл. 7, поскольку они имеют более высокие значения критических напряженностей магнитного, поля. В таких катушках возникают небольшие потери однако это несущественно, поскольку аккумулирования энергии на время, большее 10—12 ч, от таких устройств и не требуется. [c.254]

Сопоставление экспериментальных данных (см. табл. 6) для образцов различных размеров показывает, что влияние размеров для электрополированных образцов из среднеуглеродистой стали проявляется в том, что с их уменьшением заметно уменьшаются напряжения, необходимые для развития усталостных трещин в области существования нераспространяющихся трещин. Вместе с тем напряжения, необходимые для возникновения усталостных трещин в той же области, остаются постоянными независимо от размеров образца. Влияние размеров для образцов из той же стали, но с механически обработанной поверхностью проявляется, как и в предыдущем случае, в существенном уменьшении разрушающих напряжений с увеличением размеров образцов при наличии нераспространяющихся усталостных трещин. Однако в этом случае он сопровождается заметным уменьшением напряжений, необходимых для возникновения усталостных трещин. Основной же закономерностью является постоянство критического радиуса при вершине надреза для всех размеров образцов. [c.79]

Значение Ra.3 при напряжении, равном пределу выносливости, является константой для данного материала, так как может быть выражено непосредственно через его механические характеристики. Измерения показали, что для практических целей с достаточной степенью точности можно принять / кр 5/ л.з (см. табл. 15). Таким образом, прочностные свойства материала,, влияющие на размер пластической зоны в вершине трещины,, определяют и критический параметр Гкр, ограничивающий область существования нераспространяющихся усталостных трещин. Если принять некоторые допущения, то в первом приближении можно пользоваться соотношением Гкр 450а7 - [c.100]

Исследование закономерностей усталостного разрушения металлов показало, что длительность периода развития усталостных трещин может составлять основную часть общей долговечности образца. Известно, что отношение числа циклов, необходимых для зарождения трещины, к числу циклов распространения трещины до разрушения образца зависит от механических свойств материала и уровня амплитуды напряжения. С повышением амплитуды напряжения это соотношение понижается и в малоцикловой области числом циклов, необходимым для зарождения трещины, можно пренебречь, Прямые наблюдения развития микротрещииы при циклическом нагружении металлов позволяют высказать гипотезу о возникновении трещин критической длины в конце стадии зарождения, которой соответствует число циклов на экспериментально определенной линии повреждаемости (линия Френча). Трещины критической длины возникают также при нагружении исследуемых металлов с амплитудой напряжения, равной пределу усталости. При определенных условиях они являются нераспространяющимися трещинами и определяют предел усталости металлов с точки зрения механики разрушения. [c.14]

Практически коррозионное растрескивание происходит только тогда, когда к детали или конструкции приложены напряжения, превышающие некоторый критический для данных условий предел. Существует мнение, что важен не столько уровень приложенных напряжений, сколько скорость их приложения, вернее скорость деформации. Снижение скорости деформации ведет к снижению скорости развития трещин [27]. В реальных условйта, когда общая нагрузка на деталь или конструкцию во многих случаях постоянна, растрескивание возможно в связи с ростом интенсивности напряжений перед вершиной трещины по мере ее коррозионно-механического подрастания. [c.42]

Рассмотрим подробнее сущность чисто механического скачка трещины. Наибольшее напряженное состояние металла возникает не в вергшше трещины, а на некотором расстоянии от нее, т. е. очередной скачок трещины возникает именно из зоны перед вершиной трещины, где реализуется наивысший уровень трехосных растягивающих напряжений, навстречу вершине. Как уже указывалось, водород, растворенный в металле, диффундирует (стекается) в зону наибольших напряжений перед вершиной трещины. Концентрация его может существенно превышать концентрацию водорода в объеме металла, где уровень напряжений много меньше. Акт локального разрушения (скачок трещины из рассмотренной зоны) произойдет тогда, когда в данной зоне сложится критическая комбинация из концентрации там водорода и приложенных напряжений. Эта комбинация не постоянна чем выше концентрация охрупчивающего водорода, тем ниже уровень разрушающих напряжений, и наоборот [33,37,49]. [c.80]

Or скачка к скачку трещина углубляется, т. е. К[ увеличивается, поэтому Д м, являющаяся функщ1ей возрастает. Величина Д/ от Ki не зависит и поэтому постоянна. Из этого следует, что по мере углубления трещины и увеличения скорости ее подрастания доля водородно-механического фактора увеличивается, а чисто коррозионного снижается. С углублением трещины и ростом Ki критическая комбинация напряжение -водород, необходимая для очередного скачка трещины, складывается каждый раз при меньшей объемной концентращш водорода (роль чисто механического воздействия увеличивается, водородного — Снижается). [c.95]

По мере нарастания напряжений непосредственно в вершине трещины с ее углублением возрастает и ттенсивность наводо-роживания. Следовательно, при некоторой критической глубине трещины непосредственно перед ее вершиной рано или поздно должна сложиться критическая комбинация содержим водорода и механических напряжений. При таких условиях в момент наибольшего деформирования, вследствие надрыва металла, произойдет первый чисто механический скачок трещины на величину Д/м с образованием по месту скачка коррозионно-активной, уже не частичной , а полной СОП, [c.97]

Предполагэется, что на VI этапе, в свете современных представлений, механический скачок реализуется из зоны, расположенной перед вершиной, трещины, где создалась критическая комбинация механических напряжений й концентрации водорода [36, 37, 49]. Таким образом, скачок происходап из тол- Чцины металла навстречу основной трещине, что практически исключает влияние эффекта адсорбционного понижения прочности. [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...