Коэффициент сопротивления росту трещин

В настоящее время для расчета прочности и долговечности конструкций с трещинами используется механика разрущения. Процедура такого расчета заключается в следующем. На первом этапе определяются те или иные параметры механики разрушения (например, коэффициент интенсивности напряжений, J- или Т -интеграл, интенсивность высвобождения упругой энергии), зависящие от характера и уровня нагружения, а также от длины трещины. Далее на основании экспериментальных данных по сопротивлению росту трещин, представленных в терминах указанных параметров, определяется долговечность или прочность элемента конструкции. [c.188]

Коэффициент сопротивления распространению трещин х= = ( —Л т)/Л т — характеристика сопротивления росту трещин при данном уровне напряжений (Отношение живучести к общей долговечности). [c.15]

Первое основное положение заключается в том, что сопротивление термической усталости в обш,ем случае должно оцениваться как минимум по двум критериям а) по долговечности, т. е. по числу теплосмен до разрушения или появления начальной треш,ины обусловленного малого размера б) по сопротивлению распространения термоусталостной трещины или иначе по коэффициенту интенсивности роста трещин К LL/dN. [c.137]

Для твердых тел в пластичном состоянии характерен медленный устойчивый рост трещины, выражающийся в увеличении параметров механики разрушения с ростом трещины, например коэффициента интенсивности напряжений, раскрытия в вершине трещины, J-интеграла. Докритический рост трещины принято отражать с помощью так называемой R-кривой. Кривая сопротивления росту трещины — jR-кривая, по предположению, является функцией приращения длины трещины и иногда — независящей от начальной длины трещины. Кривая сопротивления материала росту трещины описывает медленный докритический рост трещины и является весьма информативной, отображающей различные стадии процесса разрушения. Например, величина Jj отображается (реперной) точкой на этой кривой и соответствует началу быстрого роста трещины. [c.88]

Основное предположение линейной механики разрушения состоит в том, что трещина распространяется тогда, когда величина коэффициента интенсивности достигает критического значения, характерного для данного материала. Совершенно эквивалентная формулировка этого предположения состоит н том, что сила G, движущая трещину, превосходит критическое значение — сопротивление распространению трещины. Формула (19.4.4) утверждает эквивалентность двух этих формулировок. Что касается механического содержания принятой гипотезы и всей теории в целом, на этот вопрос можно ответить по-разному, а в рамках формальной теории вообще его можно не ставить. Тем не менее некоторые соображения могут быть высказаны. В оригинальной работе Гриффитса предполагалось, что освобождающаяся при росте трещины упругая энергия расходуется на увеличение поверхностной энергии если есть поверхностная энергия на единицу площади, то сила сопротивления движению трещины G = Анализ Гриффитса в течение долгих лет считался безупречным, хотя в нем содержится некоторый органический дефект. Энергия поверхностного натяжения вводится в уравнения теории как нечто данное и постороннее по отношению к упругому телу. На самом деле, поверхностная энергия есть энергия поверхностного слоя, свойства которого в той или иной мере отличаются от свойств остального материала и при решении задачи теории упругости этот поверхностный слой нужно как-то моделировать. Простейшая схема будет состоять в том, чтобы рассматривать поверхностный слой как бесконечно тонкую пленку с постоянным натяжением 7. Если контур свободного отверстия имеет кривизну, то поверхностное натяжение дает нормальную составляющую силы на контуре. При переходе к разрезу, в вершине которого кривизна становится бесконечно большой, поверхностное натяжение создаст сосредоточенные силы. В результате особенность у кончика трещины оказывается более высокого порядка, а именно, вида 1/г, а не 1/У г. На это обстоятельство было обращено внимание Гудьером, однако полное решение задачи было опубликовано много позже. В связи с этим можно выразить сомнение, связанное с тем, в какой мере пригодно представление о поверхностном натяжении в твердом теле как о натянутой бесконечно тонкой пленке, а особенно в какой мере эта идеализация сохраняет смысл при переходе к пределу, когда отверстие превращается в бесконечно топкий разрез. [c.664]

Эмпирические коэффициенты для сплава А, оценивающие его сопротивления усталостному росту трещины [c.270]

При возрастании уровня напряжения происходит эквидистантное смещение зависимостей, описываемых соотношением (1.24). Из трех сопоставляемых сплавов наибольшая величина коэффициента пропорциональности в соотношении (1.24) соответствует сплаву АВТ, что характеризует его лучшее сопротивление росту усталостных трещин. [c.63]

Как видно из уравнения (49), оба коэффициента интенсивности напряжений и к , отрицательны. Отсюда следует вывод, что стрингеры, неразрушенных волокон тормозят рост трещины, т. е. как бы увеличивают сопротивление материала росту трещины. Заметим также, что с ростом трещины этот эффект затормаживания возрастает. Необходимо подчеркнуть, что подобная модель учитывает только механический эффект. Для критерия разрушения в виде баланса энергии учет торможения приводит к уменьшению значения левой части (И), в то время как физические эффекты (образование новой большой эффективной поверхности трещины dA вследствие разветвления и скачкообразного роста трещины) увеличивают правую часть (11), что приводит к эффективному росту сопротивления разрушению. [c.248]

На рекристаллизованном сплаве высокой чистоты, как это показано на рис. 39, получены два участка с постоянной скоростью роста трещины (два плато скорости) и соответственно два участка зависимости скорости от максимальных значений коэффициента интенсивности напряжений. Новый участок на кривой о—К еще не наблюдался для промышленных высокопрочных алюминиевых сплавов, рассмотренных выше, хотя и является обычным для других сочетаний среда — материал. Поскольку это является аномальным явлением и поскольку рост трещины в сухом аргоне является исключением, для практического использования данный факт не играет большой роли и представляет только академический интерес, так как речь идет о сплаве высокой чистоты с ре кристаллизованной структурой и равноосным зерном. Промышленные алюминиевые сплавы высокой прочности обладают в этой среде очень высоким сопротивлением КР даже в наиболее чувствительном высотном направлении полуфабриката. [c.193]

Превосходное сопротивление КР сплава 6061-Тб даже в высотном направлении было подтверждено испытаниями на образцах типа ДКБ [44, 45] (см. табл. 8). Даже в том случае, когда коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины близок к Кгс, не происходит субкритического роста трещины ни на воздухе, ни в воде, ни в солевом растворе при полном или переменном погружении. Более того, сопротивление сплава 6061-Тб охрупчиванию жидкой ртутью было высоким по сравнению с другими алюминиевыми сплавами (см. табл. 7). [c.233]

Такие сплавы имеются в распоряжении или находятся в стадии разработки, как будет отмечено ниже (см. Разработка новых сплавов ). Согласно данным последних исследований в этом направлении характеристики сопротивления КР, разрабатываемых в настоящее время сплавов, должны включать не только пороговый уровень напряжений, полученный на гладких образцах, но и кривые, выражающие зависимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений. [c.256]

В условиях эксплуатации для одних деталей, главным образом тонкостенных, опасным с точки зрения безаварийной работы является первый этап возникновения трещины. Скорость роста трещины при этом не играет существенного значения, поскольку при малой толщине стенки образовавшаяся трещина очень быстро становится сквозной. В этом случае за критерий сопротивления разрушению при термической усталости нужно принимать коэффициент повреждаемости материала. [c.126]

С развитием диффузионных процессов связано и влияние предварительного отжига на поведение композиции при термоциклировании. С образованием хрупкой интерметаллидной зоны облегчались зарождение и рост трещин на границе волокна и матрицы. Так, в образцах композиции, отожженных 500 час при 1100° С, после 100 термоциклов по режиму 1100 20° С вольфрамовые и молибденовые волокна отделены от нихромовой матрицы глубокими трещинами [14]. С повышением коэффициента наполнения степень разделения волокон и матрицы увеличивалась. В исходных неотожженных образцах интерметаллидная зона была невелика и такая же циклическая термообработка вызывала лишь частичное разрушение вдоль поверхности раздела волокна и матрицы. По данным работы [125], трещины образуются на стыке волокна с матрицей и во время изотермического отжига при 1100° С. Предполагают, что причиной разрушения композиции служит появление хрупкой диффузионной зоны, не способной релаксировать термические напряжения. Вместе с тем величина этих напряжений не может быть большой, поскольку при 1100° С сопротивление пластическим деформациям никеля и его сплавов низкое. [c.187]

Испытания по определению сопротивления распространению усталостных трещин в биметалле № 1 (табл. 5.1) проводили по схеме трехточечного изгиба на образцах с боковой плакировкой (см. рис. 5.6). На рис. 5.25 представлены зависимости скорости роста трещины от амплитуды КИН для образцов толщиной 10, 20 и 40 мм с коэффициентом плакирования, равным 0,4, 0,2 и 0,12 соответственно. Результаты экспериментальных данных аппроксимированы прямыми линиями с точкой перелома примерно при df/dN = 10 мм/цикл. Плакированный материал имеет повышенное сопротивление разрушению при циклическом нагружении по сравнению с материалом основы, так как кривая для биметалла смещена в область более высоких значении АК в среднем на 8...20 %. Использование зависимостей (5.2) и (5.3) позволило получить диаграммы циклического разрушения отдельно для составляющих композиции (см. рис. 5.25, а, б). Кривая для плакирующего слоя (см. рис. 5.25, а) смещена вправо по оси АК в среднем на 40 %, чем и следует объяснить повышение трещиностойкости данного материала с наплавкой. Для образцов толщиной 20 мм (П = 0,2) данный эффект проявляется менее значительно (см. рис. 5.25, б) и при толщине 40 мм (П = 0,12) практически отсутствует (см. рис. 5.25, в). [c.142]

Коэффициент интенсивности K t) аккумулирует в себе эффекты приложенных извне воздействий, влияние геометрии тела и совокупности физических характеристик материала в окрестности вершины трещины при любом ее движении это — характеристика механических полей, и определяется она посредством исследования механических напряжений. С другой стороны, динамическая трещиностойкость определяет сопротивление материала быстрому росту трещины это по предположению характеристика материала, определяемая в лабораторных измерениях. Динамическая трещиностойкость при быстром распространении трещины в твердом теле с фиксированной начальной температурой обычно считается функцией мгновенных значений скорости вершины трещины а, обозначаемой далее через Kd(d). В этом случае уравнение движения вершины трещины можно представить в следующей обманчиво простой символической записи [c.98]

Данное уравнение называют уравнением движения вершины трещины по той простой причине, что оно является обыкновенным дифференциальным уравнением по времени для координаты вершины трещины a(t) и напоминает по виду уравнение движения материальной точки в элементарной динамике. Уравнение (3.1) допускает точное решение лишь в некоторых простейших случаях некоторые следствия из этого уравнения будут рассмотрены в следующем параграфе. В данном параграфе акцент сделан на проблеме динамической вязкости разрушения. Особое внимание уделяется, в частности, предсказанию зависимости динамической вязкости разрушения от скорости движения вершины трещины путем исследования напряженно-деформированного состояния на расстояниях, намного меньших тех характерных размеров, на которых преобладающую роль играют поля, определяемые коэффициентом интенсивности напряжений. Не говоря уже о том, что решение данного вопроса интересно само по себе, оно очень важно и для исследования задач об остановке трещины и выявления связи микроструктуры материала с сопротивлением динамическому росту трещины. [c.98]

В настоящей работе принята обычно используемая, хотя и не универсальная точка зрения, согласно которой сопротивление материала движению трещины контролируется критическим значением коэффициента интенсивности, достигаемым в процессе роста трещины. При динамическом распространении трещины в реальном материале сопротивление разрушению характеризуется измеряемой в опыте зависимостью критических значений коэффициента интенсивности напряжений (динамической вязкости разрушения) от мгновенной скорости вершины трещины. То обстоятельство, что динамическая вязкость разрушения на самом деле меняется с изменением скорости вершины трещины, неоднократно наблюдалось в опыте. На уровне континуальных моделей можно указать на две основные причины данной скоростной зависимости — инерционное сопротивление материала движению и влияние скорости деформации на сопротивление деформированию. Первая из этих причин — чисто динамическая,, вторая связана с определяющими соотношениями, описывающими поведение материала при его деформации. Основная цель настоящей работы заключается в анализе влияния инерции на связь динамической вязкости разрушения со скоростью распространения в динамике. Именно поэтому из рассмотрения исключены все формы скоростной зависимости в определяющих соотношениях. Другими словами, предполагается, что реакция материала на внешние воздействия в целом не проявляет скоростной зависимости, а критерий разрушения формулируется с использованием параметров, не зависящих ни от скорости деформации, ни от скорости распространения трещины. [c.104]

Какой из признаков считать основным Это зависит от назначения данного элемента конструкции и, следовательно, от характера нагрузок, которые должен выдерживать клей. В случае, изображенном на рис. 20, б, основным признаком, очевидно, будет сопротивление развитию трещины. Этот случай часто встречается на практике в изгибаемых многослойных пластинах, балках и оболочках. Если металлический слой 1 подвергается нестационарному (циклическому, случайному и т. п.) нагружению, то с поверхности в глубь слоя 1 обычно развивается усталостная трещина. Скорость ее роста зависит от коэффициента интенсивности напряжений. При выходе трещины на границу слоев даль- [c.79]

Предел трегциностойкости мо кет слу к ить и для ранжировки материалов и их состояний по сопротивлению росту трещины при однократном статическом нагружении, и для расчета элементов конструкций с допущением исходных трещин. Отличительная черта этой концепции состоит в простоте подготовки исходных данных для расчета (нужен только коэффициент интенсивности на- [c.291]

Первые попытки (1960—1961 гг.) получить теоретическое решение для определения параметров области существования нераспространяющихся усталостных трещин были основаны на феноменологическом подходе к рассмотрению причин образования таких трещин. В одной из работ проявление большинства факторов, приводящих к торможению развития усталостной трещины, сведено к увеличению сопротивления росту трещины от поверхности в глубь сечения образца. Полученное решение позволяет найти наименьший эффективный коэффициент концентрации напряжений, при котором возможно образование нераспространяющихся усталостных трещин. Р. Петерсоном по существу впервые с феноменологических позиций получены расчетные зависимости пределов выносливости по трещинообра-зованию и разрушению от радиуса надреза различной глубины и зависимость между теоретическим и эффективным коэффициентом концентрации напряжений для плоских образцов с концентраторами напряжений различной интенсивности. [c.42]

Метод R-кривых. Идея использования кривых сопротивления росту трещины (R-кривых) для определения критического коэффициента интенсивности напряжений (Кс) относительно нова. Разработан стандартный метод построения R-кривых [И]. Методика испытания и обработки данных для построения кривых дана в работах [12, 13]. Брунер и Сарно [2] разработали методику обработки R-кривых в упругой и пластической области. Метод построения R-кривых исходит из условия, что движущей силе для роста трещины, возрастающей по мере нагружения во время испытания, противодействует сопротивление росту трещины в материале (при медленном стабильном росте трещины). Зависимость между сопротивлением росту трещины и раскрытием трещины для данного материала выражена в виде R-кривой. Сопротивление росту трещины обозначается Кв и имеет ту же размерность, что и коэффициент интенсивности напряжений Кя определяют на образцах, нагружаемых по линии трещины. При этом виде испытания трещина создается в образце путем медленного расклинивания до тех пор, пока Кн не достигает максимального значения или [c.212]

Циклические испытания с целью определения сопротивления росту трещины в однородном металле регламентйрованы метохическими указаниями РД 50-345-82 [194], где даны рекомендации по конструкции образцов, их изготовлению, необходимому испытательному оборудованию, методике проведения и обработке результатов испытаний с определением коэффициентов 1С и п уравнения, характеризующего средний участок диаграммы усталостного разрушения, а также значения порогового коэффициента интенсивности нагфяжений при отнуле-вом пульсирующем цикле нагружения. Хотя основные положения этого документа вполне применимы и в случае определения сопротивления росту трещин в различных зонах стыковых соединений, имеются определенные особенности, требующие дополнительных пояснений. [c.175]

Рассмотрим теперь задачу определения параметров сопротивления материала росту трещин при наличии водорода, позволяющих установить связь между поведением лабораторных образцов в процессе испытаний и поведением материалов в конструкциях при тех же условиях. Заметим, что обычные методы механики разрушения [144] при изучении водородного охрупчивания металлов не являются корректными. Так, анализируя типичные результаты опытов по оценке влияния водорода на кратковременную статическую трещиностойкость металлов [200] (рис. 41.1), нетрудно установить, что определяемый стандартным методом параметр трещиностойкости Kq, будучи весьма чувствительным к воздействию водорода [83, 2(30, 319, 334J, является лишь одним значением коэффициента К из интервала К,ь < Ксш, в кото- [c.326]

В начале 70-х годов началось интенсивное развитие специального раздела механики разрушения, посвященного вопросам трещипостойкости металлов и сплавов в условиях совместного воздействия коррозионных сред и длительных нагрузок. Первые исследования сопротивления росту коррозионных трещин с применением коэффициентов интенсивности напряжений касались длительного статического нагружения (коррозионного растрескивания). Было показано, что такие традиционно считающиеся мало активными среды, как вода, спирты, масла и т. п. вызывают докритический рост трещин в высокопрочных сталях при значениях коэффициента интенсивности напряжений К, существенно меньших вязкости разрушения Ki . В дальнейшем кардинальное воздействие коррозионных сред на докритический рост трещин было подтверждено и для ряда других высокопрочных сплавов. Исключение составляет рост трещин в условиях ползучести при повышенных температурах, а также в высокоуглеродистых низко-отпущенных сталях с мартенситной структурой. В последнем случае фактором замедленного разрушения может быть водород, оставшийся в металле после металлургического передела. [c.337]

Наиболее интересными с практической точки зрения являются исследования, в которых определяются условия увеличения долговечности деталей в результате уменьшения скорости роста усталостных трещин. Увеличение прочностных и пластических характеристик материала (ств, стт, i ), уменьшение размера структурных составляющих, увеличение коэффициента асимметрии цикла нагружения, уменьшение жесткости двухосного напряженного состояния, понижение температуры испытания и наличие вакуума — вот далеко не полный перечень факторов, приводящих к уменьшению скорости роста трещины. Увеличение сопротивления усталости, связанное с затруднением роста трещины, происходит и при упрочнении границ зерен дробной механотермической обработкой, и при взрывном упрочнении, приводящем к замораживанию дислокаций [8]. Торможения развития трещин добиваются также применением композиционных материалов, в которых трещина либо вязнет в мягких слоях, либо не может разрушить более прочные армирующие волокна. [c.7]

Если предположить, что образование нераспространяющихся усталостных трещин, по какой бы причине оно не произошло, является следствием увеличения сопротивления развитию трещины с ее ростом от поверхности в глубь детали, то можно определить максимальное значение эффективного коэффициента концентрации напряжений, а по нему установить область существования нераспространяющихся трещин. Такой феноменологический подход к явлению нераспространяющихся усталостных трещин был развит в ранних теоретических работах М. Кава-мото и К. Кимуры, идея решения в которых основана на том, что большинство факторов, приводящих к остановке усталостной трещины на некоторой глубине от поверхности, можно интерпретировать как увеличение сопротивления распространению трещины с ростом ее в глубь материала. Например, уменьшение уровня напряжений с ростом усталостной трещины может вызвать ее остановку. Однако этот эффект может быть заменен эффектом упрочнения материала с увеличением глубины трещины, так как уменьшение уровня напряжений может быть расценено и как относительное увеличение сопротивления усталости. Тем же эффектом могут быть заменены и уменьшение теоретического коэффициента концентрации напряжений (например, при кручении), и увеличение жесткости напряженного состояния, сопровождающие рост трещины. Кроме того, деформационное упрочнение материала у вершины усталостной трещины с ее ростом создает условия для действительного увеличения сопротивления материала распространению трещины. [c.43]

В отличие от осевого нагружения или изгиба, когда распространение усталостной трещины лроисходит по сечению образца или детали, имеющему наименьщий момент сопротивления, при кручении трещина распространяется по сечениям с большими площадями, имеющими соответственно и большие моменты сопротивления. Второе отличие состоит в том, что при кручении соприкасающиеся поверхности образовавшейся усталостной трещины могут до некоторой степени передавать знакопеременную нагрузку, тогда как при осевом нагружении или изгибе поверхность трещины полностью воспринимает сжимающую нагрузку и совсем не может воспринимать растягивающую. Отмеченные особенности приводят к тому, что напряжения у вершины усталостной трещины при кручении не возрастают так быстро с ростом трещины, как при других видах нагружения. В связи с этим нераспространяющиеся усталостные трещины при кручении наблюдаются при значительно меньших теоретических коэффициентах концентрации напряжений, а напряжения, необходимые для распространения трещин, становятся близкими к пределу выносливости гладкого образца. Известны случаи, когда нераспространяющиеся трещины значительных размеров (до 1 мм) наблюдали при кручении гладких образцов. Можно предположить, что в этом случае значительно большую роль в торможении трещин играют структурная неоднородность и анизотропия свойств материалов. [c.82]

С учетом указанных выше зависимостей скорость роста трещин dlldN оказывается зависящей не только от коэффициента интенсивности напряжений, но и от числа циклов N и времени выдержки Твр. Результаты расчетов по изложенному способу для пластины из стали тина 18-8 при температуре 650° G для = 10 лл по параметру времени Твр при 5 = 1 показаны на рис. 16 сплошными линиями, а по параметру при Твр = 0,1 — пунктирными. Из представленных данных видно, что по мере увеличения числа циклов и времени выдержки в цикле в результате уменьшения сопротивления пластическим деформациям (к) и предельной пластичности ё/ скорость развития трещины существенно увеличивается. По мере снижения номинальных напряжений цикла и числа циклов зависимость между величинами dl/dN и N может быть представлена в виде степенной функции. [c.117]

Рис. 4. Влияние кремния на скорость роста трещины V в стали 4340 с временным сопротивлением 2000 МПа. Коэффициент интенсивности напряжений 60 МПа-м. Пспы-тання в растворе 3,5% N301 [17]

Скорость роста трещины в зависимости от коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины во влажном газообразном водороде (относительная влажность 100%) показана на рис. 37 для тех же четырех высокопрочных алюминиевых сплавов. Следует отметить, что кривые о—К имеют ту же, что на рис. 36, форму (зависимость от напряжений при низких значениях коэффициента интенсивности напряжений в области / и независимость от уровня напряжений при высоких уровнях коэффициента интенсивности напряжений в области 11). Области плато скорости (область II) четырех сплавов довольно похожи и близки к уровнкг скорости 7-10- см/с. Характерно, что область / кривой v—К для сплавов 7079 и 7039 с низким содержанием меди указывает на более низкие значения интенсивности напряжений, чем область I для сплавов 7075 и 7178, содержащих большее количество меди. Таким образом, последние два сплава могут рассматриваться как сплавы с более высоким сопротивлением развитию субкритического роста трещины во влажном водороде. Металлографический [c.191]

На рис. 114 приведены количественные данные, иллюстрирующие скорость роста трещины сплавов 7075 и 7178 в зависимости от времени перестаривания после предварительной обработки по режиму Т651. Следует отметить, что перестаривание по режиму выдержка при 160°С в течение 25 ч понижает значение скорости роста трещины приблизительно на три порядка. Эта степень перестаривания вызывает уменьшение прочности только на 14% (рис. 115) при заметном увеличении вязкости разрушения в высотном направлении (см. рис. 114). Те же режимы старения также значительно улучшают сопротивление расслаивающей коррозии. На рис. 116 показано влияние перестаривания на скорость роста коррозионной трещины в зависимости от коэффициента интенсивности напряжений сплава 7178. Увеличение перестаривания уменьшает скорость роста в области II, как это показано на рис. 114. Очень медленная скорость роста трещины в перестаренных материалах требует предельно длинного времени испытаний для определения полной кривой V—К. Поэтому результаты, полученные за данное время испытаний, не позволяют судить о том, влияет ли перестаривание только на область независимости скорости роста трещины от напряжений (область II) или будет также влиять и на об- [c.258]

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 случаях, когда есть основания считать возможное разрушение хрупким, то обычно, предполагая справедливость положений линейной механики разрушения, расчет ведут по критерию разрушения (3.3.2). Вычисление стоящего слева коэффициента интенсивности напряжений К при современном развитии вършслительных методов и техники и наличии справочников, как правило, не вызывает затруднений. Гораздо труднее экспериментальное определение правой части критерия (3.3.2), а именно критического коэффициента интенсивности напряжений К , называемого иногда вязкостью разрушения. Сопротивление материала росту трещины во многом определяется затратами энергии на пластическое деформирование объемов материала в ближайшей окрестности вершины трещины. А величина и распределение пластических деформаций, форма и размеры пластически проде-формированных областей как вдоль фронта трещины, так и в удалении от него существенно зависят от многих условий нагружения и размеров рассматриваемого объекта и образца, служащего для определения характеристики трещино-стойкости. Поэтому постановке эксперимента по определению значений (или, что в некотором смысле более просто, Къ) следует уделять много внимания, проводя эксперимент с ориентацией на данную конструкцию. [c.169]

Рес с конструкции самолета на этапах проектирования и эксплуатации назначается следующим образом определяются нагрузки, действующие на конструкцию определяются характеристики сопротивления усталости (долговечность до образования трещин) и 1рещиностойкости (скорость роста трещин и остаточная прочность) конструкции при нагружении ее нерегулярными нагрузками назначаются коэффициенты надежности, определяются начало и периодичность осмотров конструкции в эксплуатации назначается ресурс конструкции. [c.409]

В соответствии с широко используемой инженерно-исследовательской практикой оценка сопротивления распространению трещин при циклическом нагружении сводится обычно к построению так называемой кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), устанавливающей зависимость между скоростью роста трещины о и коэффициентом интенсивности напряжений в вершине трещины (его амплитудным значением А/( или максимальным значением /(mas с учетом асимметрии цикла). Типичная КДУР строится в логарифмических координатах и имеет вид, показанный На рис. 15.20. На диаграмме обычно различают три участка (/—III). Важными параметрами, используемыми в расчетах на циклическую трещиностойкость, являются а) пороговый [c.243]

В соответствии с широко используемой инженерно-исследовательской практикой оценка сопротивления распространению трещин при циклическом нагружении сводится обычно к построению так называемой кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), устанавливающей зависимость между скоростью роста трещины V и коэффициентом интенсивности напряжений в вершине трещины (его размахом ДК или максимальным значением Ктах с учетом асимметрии цикла). [c.339]

Какой из выбранных двух признаков считать основным Это зависит от назначения склеиваемого элемента конструкции. В изгибаемых многослойных пластинах, балках и оболочках основным признаком будет сопротивление переходу трещин из одного слоя в другой. Действительно, если металлический слой подвергается переменному (циклическому, случайному и т.п.) нагружению, то с его поверхности вглубь обычно развивается усталостная трещина. Скорость ее роста зависит от коэффшщен-та интенсивности напряжений у края трещины. При выходе трещины на границу слоев дальнейшее ее развитие может происходить двояко в зависимости от свойств клея и тормозящего материала. Если клей недостаточно прочен, то трещина пойдет по границе слоев и раздвоится при этом коэффициент интенсивности напряжений в конце трещины уменьшается в несколько раз, что существенно задержит время перехода трещины из одного слоя в другой. Если клей весьма прочен, то трещина сразу перейдет из одного слоя в другой, не раздваиваясь. Очевидно, клеи, вызывающие раздваивание трещины, лучше поэтому клеи, не обладающие этим свойством, следует исключить из рассмотрения. Оставшиеся клеи наиболее целесообразно сравнивать по сопротивлению сдвигу (наиболее опасным при раздвоении трещин 5голяется расслаивание клееной конструкции от сдвиговой нагрузки). Клеи, для которых сопротивление сдвигу достаточно высоко, следует сравнивать по стоимости и выбрать наиболее дешевый. [c.231]

Расчеты на трещиностойкость. В случаях, когда есть основания считать возможное разрушение хрупким, расчет ведут по критерию разрушения (2.3.22) К Кс предполагая при этом справедливость положений линейной механики разрушения. Вычисление стоящего слева коэффициента интенсивности напряжений К при современном развитии вычислительных методов и техники и наличии справочников, как правило, не вызывает затруднений. Гораздо труднее экспериментальное определение правой части критерия (2.3.22), а именно критического коэффициента интенсивности напряжений Кс называемого иногда вязкостью разрушения. Сопротивление материала росту трещины во многом определяется затратами энергии на пластическое деформирование объема материала или возможное изменение его свойств в ближайшей окрестности вершины трещины. А величина и распределение пластических деформаций, форма и размеры пластически продеформированных областей как вдоль фронта трещины, так и в удалении от него существенно зависят от многих [c.160]

Показано [378], что значение п - 4, найденное в первых работах Парисом для ряда материалов, является лишь частным случаем. В формулу (141) кроме АК входят деформационные хара) теристйки з ны пластической деформации, которая в конечном счете определяет показатель степени АК, т.е. п в уравнении Париса. По-видимому, трудно представить ступенчатое, скачкообразное изменение этой характеристики, поэтому можно предположить, что параметр степенного уравнения п изменяется непрерывно в процессе усталостного разрушения и роста АК. Следует также оТметить, что если процесс роста трещины основывать на представлениях о сопротивлении материала пластической деформации и появлении разрыва сплошности в локальном объеме у вершины трещины, то скорость следовало бы связать не столько с коэффициентом /С, характеризующим напряженность, сколько с параметром характеризующим интенсивность упругих деформаций впереди трещины [378]. Действительно, результаты, полученные в работе ( 379], показывают, что в случае асимметричного нагружения фактором, контролирующим скорость роста трещины, является произведение, которое может быть записано в виде [c.306]

Следовательно, произведение К Кхх ъх определяет уровень w таточных напряжений в вершине трещины. В этом случае пластическая зона со сжимающими напряжениями характеризует сопротивление распространению трещины. По мере усталостного разрушения размер пластической зоны изменяется, и трещина в этом случае развивается в материале с постоянно изменяющимися свойствами. Следовательно, при достижении одинаковых значений коэффициента интенсивности напряжений, но разных длинах трещины скорости ее роста будут различны. [c.307]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...