Разрушение динамическое

По характеру нагружения образца машины подразделяются на статические и динамические. В первом случае образец из испытуемого материала подвергается, например, растяжению до окончательного разрушения. Динамические машины позволяют нагружать образец в упругой или упругопластической зоне с переменой, нагрузки на обратную, т. е. машина может работать по пульсирующему, симметричному или по смешанному циклам нагружения (испытание по заданной программе). [c.49]

Разрушение динамическое 386 Разрушения анализ результатов 475 [c.555]

Аналогично статической теории хрупкого разрушения динамический коэффициент интенсивности напряжений [c.120]

Различие между температурами перехода при инициировании и распространении разрушения. Как отмечено в предыдущих разделах этой главы, только два значения температуры перехода — при инициировании и распространении разрушения — представляют интерес. Эти этапы разрушения не происходят при одинаковой температуре, так как нагружение дефекта на стадии инициирования происходит медленно, почти статически, а на стадии распространения разрушения — динамически, по типу высокоскоростной деформации. [c.182]

Скорость сплошного истечения груза на выходе из отверстия практически не зависит от высоты столба груза в бункере, а скорость гидравлического истечения груза тем больше, чем выше этот столб. Такое различие объясняется тем, что при сплошном истечении чередуются микропроцессы образования и разрушения динамических сводов из частиц груза над выпускным отверстием, а при гидравлическом истечении груз вытекает из отверстия как жидкость, без образования динамических сводов [c.379]

Разрушение динамической нагрузкой. Пусть стержень из не вполне упругого материала подвергается действию растягивающего удара со стороны массы т, обладающей начальной скоростью (рис. 157). Если пренебречь влиянием собственной массы стержня, то напряженное и деформированное состояния по его длине будут однородными. [c.477]

Экспериментальные данные [70], приведенные на рис. 53, показывают, что линейный закон наблюдается только при определенных сочетаниях Р V. Обязательным является также наличие кислорода среды (главного параметра вектора С). Такие сочетания Р, V, С] приводят к минимизации толщины пластически деформируемого слоя (текстурированию) и минимизации разрушения (динамическому равновесию процессов разрушения и восстановления вторичных структур). В результате этого силы трения в основном определяются связями Га и обусловлены упругими характеристиками, например твердостью металла. [c.98]

Осциллограммы показывают также возможность определения параметров предельно допустимого (не вызывающего разрушения) динамического импульса нагрузки по известной осциллограмме динамических испытаний материалов. Так, из сравнения осциллограмм разрушения (рис. 45, б) и максимальной нагрузки (рис. 45, а) можно сделать вывод, что если известны значения Р, и из осциллограмм ударного испытания материала (рис. 45, б), то величины Р, и Т,. определятся из соотношения (27) [c.83]

Специальные гайки особенно желательно применять для соединений, подвергающихся действию переменных нагрузок. Разрушение таких соединений носит усталостный характер и происходит в зоне наибольшей концентрации напряжений у нижнего (наиболее нагруженного) витка резьбы. Опытом установлено, что применение специальных гаек позволяет повысить динамическую прочность резьбовых соединений на 20.. . 30%. [c.26]

Различают подбор подшипников по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивание), по статической грузоподъемности для предупреждения остаточных де-формаций. [c.291]

Настоящая монография является одной из попыток среди такого рода работ подойти к проблеме разрушения, базируясь на системном подходе, лежащем на стыке механики деформируемого твердого тела, механики разрушения и физики прочности и пластичности. В книге изложены разработанные авторами физико-механические модели хрупкого, вязкого и усталостного разрушений, позволяющие анализировать повреждение материала при сложном нагружении в условиях объемного напряженного состояния. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Кроме того, в работе рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. [c.3]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

По всей видимости, снижение е/ в зависимости от hjs можно объяснить следующей причиной. Следствием импульсного нагружения являются последующие свободные колебания сварного соединения. Очевидно, что в зоне сопряжения шва с основным металлом эти колебания за счет концентрации напряжений и деформаций могут приводить к циклическому знакопеременному упругопластическому деформированию материала. Разрушение материала в данном случае может быть связано с накоплением усталостных повреждений. Ясно, что критическая деформация, по сути являющаяся остаточной деформацией после импульсного нагружения, будет меньше, чем критическая деформация при монотонном квазистатическом нагружении. Увеличение относительной высоты усиления hjs приводит к росту инерционных сил, за счет которых в зависимости от схемы нагружения растет амплитуда и(или) количество циклов свободных колебаний сварного соединения. Роль усталостного повреждения в этом случае увеличивается, что приводит к снижению критической деформации при динамическом нагружении. [c.45]

В настоящей главе будут кратко проанализированы существующие подходы механики разрушения к оценке трещино-стойкости металла при статическом, динамическом и циклическом нагружениях выявлены проблемы, возникающие при таких подходах, и предложены альтернативные методы решения указанных задач, базирующиеся на использовании локальных критериев разрушения. Кроме того, будут изложены разработанные методы расчета параметров механики разрушения в сложных по геометрии и нагружению элементах конструкций. [c.189]

Выше были рассмотрены условия старта макротрещины, обусловленного хрупким или вязким зарождением разрушения в ее вершине. Сам факт такого старта в общем случае не является гарантом глобального разрушения элемента конструкции. Так, для развития трещины по вязкому механизму требуется непрерывное увеличение нагрузки до момента, когда трещина подрастает до такой длины, при которой дальнейший ее рост может быть нестабильным [33, 253, 339, 395]. При хрупком разрушении нестабильное развитие трещины начинается сразу после ее старта, но тем не менее трещина может остановиться, не разрушив конструкции, что может быть связано с малой энергоемкостью конструкции (не хватает энергии на обеспечение динамического роста трещины) или определенной системой остаточных напряжений (попадание трещины в область сжатия). [c.239]

При решении динамической задачи механики разрушения необходимо исследовать ряд таких основных аспектов, как момент страгивания треш,ины, кинетика ее развития, т. е. определение траектории и СРТ. [c.242]

Таким образом, показано, что предлагаемый метод расчета параметров динамической механики разрушения (КИН, G, v). при соответствующем выборе шага интегрирования Ат позволяет довольно надежно и достаточно просто осуществлять указанную процедуру с учетом волновых явлений и перераспределения полей напряжений по мере развития трещины. [c.252]

Итак, для прогнозирования развития вязкого разрушения нет необходимости в привлечении дополнительных критериев, а вполне достаточно использовать критерий, описывающий зарождение такого разрушения. Поскольку зарождение вязкого разрушения мало чувствительно к температуре, а следовательно, и к скорости деформирования [224, 368], различие в моделировании роста вязкой трещины при квазистатическом и динамическом нагружениях практически относится только к расчету НДС. [c.253]

В данном разделе предложена методика численного расчета субкритического и закритического вязкого роста трещины при статическом и импульсном нагружениях. Методика основана на применении МКЭ в квазистатической и динамической упруго-пластической постановке с использованием теории пластического течения и параметра нелинейной механики разрушения — интеграла Т. Она позволяет контролировать развитие трещины при вязком разрушении с учетом неоднородных полей ОН, разнородности материала конструкции по механическим свойствам, реальной геометрии конструкции и ее формоизменения в процессе деформирования. Моделирование трещины осуществляли путем дискретизации полости трещины специальными КЭ (см. подразделы 4.1.3 и 4.3.1). Также излагается предложенный экспериментально-численный метод определения параметра /i материала, отвечающего страгиванию трещины. [c.254]

Субкритическое и динамическое развитие трещины. Развитие трещины при хрупком разрушении в отличие от ее старта, по всей вероятности, не происходит по механизму встречного роста, что связано с непосредственным развитием магистральной трещины. Данное обстоятельство позволяет напрямую (без анализа НДС у вершины трещины) использовать концепцию механики разрушения, сводящуюся к решению уравнения G v) = = 2ур(и). Нестабильное (динамическое) развитие хрупкой трещины как при статическом, так и при динамическом нагружениях достаточно хорошо моделируется с помощью метода, рассмотренного в подразделе 4.3.1 и ориентированного на МКЭ. В этом методе используются специальные КЭ, принадлежащие полости трещины, модуль упругости которых зависит от знака нормальных к траектории трещины напряжений увеличение длины трещины моделируется снижением во времени модуля упругости КЭ от уровня, присущего рассматриваемому материалу, до величины, близкой к нулю. Введение специальных КЭ позволяет учесть возможное контактирование берегов трещины при ее развитии в неоднородных полях напряжений, а также нивелировать влияние дискретности среды, обусловленной аппроксимацией, КЭ, на процесс непрерывного развития трещины. [c.266]

Медь подвергается сильной коррозии и при действии газовых сред — хлор, бром, йод, пары серы, сероводород, углекислота разрушают медь. В особенности интенсивная коррозия меди имеет место при действии на нее водорода при высоких температурах. Этот вид разрушения известен под названием водородной болезни . Технические марки меди всегда загрязнены примесью закиси меди, которая при взаимодействии с водородом восстанавливается до металлической с образованием паров воды. Образующиеся при указанной реакции пары воды стремятся выделиться и нарушают связь между отдельными кристаллитами металла, вследствие чего медь становится хрупкой, дает трещины и не выдерживает динамических нагрузок. С повышением температуры водородная хрупкость меди увеличивается (рис. 174). [c.249]

Динамические испытания на ударный изгиб выявляют склонность металла к хрупкому разрушению Метод основан на разрушении образца (рис. 44, в) с концентратором посередине одним ударом маятникового копра (рис. 44, б). По шкале маятникового копра определяют полную работу /С, затраченную ири ударе (работа удара) (рис. 44, а) /< -= РИ ( os Р — os а). [c.68]

Значительно более опасным является прогрессивное выкрашивание, когда появившиеся вначале у полюсной линии мелкие раковины все более разрастаются и распространяются на всю рабочую поверхность ножек, а иногда и головок зубьев. Зубчатые колеса, у которых появилось усталостное выкрашивание, могут еще длительное время передавать нагрузку, но в зацеплении появляются все возрастающие динамические нагрузки, ускоряющие разрушение передачи. [c.287]

ДИССИПАТИВНАЯ СИСТЕМА (от лат. dissipatio — рассеяние, разрушение) — динамическая система, у кот рой полная механическая энергия при движении непрерывно уменьшается (рассеивается), переходя в другие рмы энергии (напр, в тепловую). [c.82]

Ддя всех значений нагрузок ветвление наступает при одном и том же значении энергии разрушения. Динамический коэффициент интенсивности напряжений при этом с достатощой степенью точности определяется выражением [c.128]

Если допустить, что в некоторых случаях касательные усилия могут возрасти на 50% против среднего своего значения, то и тогда максимальные значения % колеблются в пределах 300- 350 Kej M , т. е. не достигают предельных допускаемых напряжений. Между тем характер излома во многих случаях ясно указывает на то, что разрушения происходят от скручивания, и это заставляло думать, что главные причины, обусловливающие разрушение,— динамические. [c.20]

Испытание на растяжение. Обычно цилиндрической формы образец с утолщениями по концам (для укрепления в захваты испытате.И)Пой машины) растягивается. В современных машинах (Цвик, Инстроп, MTS) скорость растяжения может изменяться в широких пределах от 0,003 до 3000 мм/мип. При больших скоростях деформации такое испытание считается динамическим (ударным). Большинство испытательных машин снабжено диаграммным аппаратом, записывающим кривую деформации (см. рис. 40 и 42), на которой можно найти интересующие величины прочности и иластичности (Ов, <Уа,ъ S, ), хотя деформационные характеристики (б, г )) или характеристики, связанные с малыми деформациями (Е, To.oi и др.), следует определять, измеряя деформацию непосредственно на образце (во время испытания или после его разрушения). [c.77]

Прочность — это способность твердого тела сопротивляться деформации или разрушению под дei твиeм статических или динамических нагрузок. Прочность определяют с помощью специальных ме- [c.8]

Твердость материала НВ<.350 позволяет производить чистовое нарезание зубьев после термообработки. При этом, можно получать высокую точность без применения дорогих отделочных операций (шлифовки, притирки и т. п.). Колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках. Для лучи1ей приработки зубьев твердость шестерни рекомендуют назначать больше твердости колеса ие менее чем на 10—15 единиц [c.142]

По уравнению (16.21) нагрузка Р растет с уменьшением ресурса /. и теоретически не имеет ограничения. Практически нагрузка ограничена потерей статической прочности, или так называемой статической грузоподъемпостью. Статическую грузоподъемность используют для гюдбора [юдипишиков при малых частотах вращения л < 10 мин" , когда число циклов нагружений мало и не вызывает усталостных разрушений, а также для проверки подпшпников, рассчитанных по динамической грузоподъемности. Условие проверки и подбора [c.295]

Рассмотрены процессы повреждения и разрушения материалов и элементов конструкций и формулировки критериев разрушения на основе подхода, включаюшего механику деформируемого твердого тела, механику разрушения и физику прочности и пластичности. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. Основу книги составили результаты, полученные авторами. [c.2]

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

Аналитические решения такого рода уравнений получены для задач в идеализированной постановке (плоскость с полу-бесконечной или конечной трещиной, пространство с дисковидной трещиной и т. д.) при воздействии гармонических и ударных нагрузок (достаточно полный их обзор дан в работах [148, 177, 178, 199, 220, 271]. Однако эти решения дают представления о реальном поведении конструкции конечных размеров только в начальный период времени (до прихода в вершину трещины волн напряжений, отраженных от границ тела). Кроме того, они не учитывают разнородности материала конструкции по механическим свойствам, изменения граничных условий по-берегам трещины в процессе ее продвижения траектория трещины считается прямолинейной, а удельная эффективная энергия, затрачиваемая на образование новых поверхностей yf, принимается постоянной и не зависящей от скорости деформирования. Очевидно, что с помощью методов, имеющих указанные ограничения, навряд ли можно дать надежные оценки работоспособности элементов конструкций сложной формы и характера нагружения. Поэтому широкое распространение получили численные методы расчета динамических параметров механики разрушения [177, 178]. [c.241]

Ниже излагается разработанный метод решения динамической задачи механики разрушения [78, 103], использующий МКЭ. Метод лишен отмеченных выше недостатков (ограничений), присуш,их аналитическим методам. [c.242]

В данной главе рассмотрены методы прогнозирования тре-щиностойкости металла и кинетики трещин при циклическом, статическом и динамическом нагружениях, базирующиеся на использовании локальных критериев разрушения и уравнениях, описывающих НДС у вершины трещины с учетом структурированности поликристаллического материала, а также на применении концепций и новых параметров механики разрушения. [c.264]

При решении динамической упругопластической задачи возникает вопрос о пространственно-временной аппроксимации процесса взрывной запрессовки трубки в коллектор. На рис. 6.3 представлена схема расчетного узла ячейки коллектора для расчета собственных напряжений и деформаций. Здесь Явн — внутренний радиус трубки б — толщина трубки, S — толщина стенки коллектора а — ширина перемычки между отверстиями. Выбор величины радиуса Ян проводится посредством численных расчетов из условия инвариантности НДС от Rh при неизменных характере и уровне импульсной нагрузки при взрыве. Расчет НДС проводится в осесимметричной постановке и отражает ряд существенных особенностей процесса запрессовки трубки в коллектор. К ним относятся возможность учета сложного характера распределения во времени и пространстве давления на внутренней поверхности трубки, обусловленного неодновременной детонацией цилиндрического заряда. Кроме того, с помощью специальных КЭ достаточно хорошо моделируется условие контакта трубки с коллектором в процессе прохождения прямых и отраженных волн напряжений при динамическом нагружении. Учет указанных особенностей позволяет рассчитывать неоднородное поле напряжений и деформаций по высоте трубки (толщине коллектора) и, следовательно, достаточно надежно при учете общ.их, остаточных и эксплуатационных напряжений проанализировать НДС в зоне недовальцовки, в которой инициировались имеющиеся разрушения в коллекторе. [c.334]

Кальтхофф И., Бейнерт И., Винклер С. Измерения динамического коэффициента интенсивности напряжений для быстро распространяющихся и остановившихся трещин в образцах типа двойной двухконсольной балки// Новое в зарубежной науке. — Сер. Механика разрушения. — 1981. — № 25. — С. 23-41. [c.367]

Номинальная динамическая грузоюдъемность С эквивалентна постоянной радиальной нагрузке д/я радиальных и радиальноупорных подшипников или постоянной центральной осевой нагрузке для упорных и упорно-радиальны подшипников, при которой 90 % подшипников из испытуемой па тии способны выдержать без признаков разрушения базовое число оборотов, равное одному миллиону при вращающемся внутреннем и неподвижном наружном кольцах при п>10 мин- . [c.98]

Детали современных машин и конструкций работают в условиях высоких динамических нагрузок, больших концентраций напряжений н низких температур, Всс st(j енособстиуст хрупкому разрушению и снижает надежность работы маншн. Поэтому конструкционные стали кроме высоких механических свойств, определяемых при стандартных испытаниях ст ,2, б, ф, л , НВ) должны обладать высокой конструктивной прочностью, т. е. прочностью, которая проявляется в условиях их реального применения (в виде деталей, конструкций и т. д.) и характеризует их способность противостоять внезапным разрушениям при наличии пиковых напряжений. [c.249]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...