Разрушения критерий основные эксперименты

Цель планирования эксперимента состоит в том, чтобы установить минимальное количество основных независимых экспериментов, необходимых для построения поверхности прочности с приемлемой точностью. Если математическая модель фиксирована, то совокупность основных экспериментов полностью определяет поверхность прочности. Проверка этого утверждения путем проведения дополнительных независимых экспериментов служит подтверждением работоспособности выбранной модели. При последующем построении критерия разрушения для других композитов можно использовать уже отработанную методику (ставить только основные эксперименты), не проводя большого количества дополнительных контрольных экспериментов. [c.460]

Таким образом, для обоснованного подтверждения того или иного критерия разрушения при проведении экспериментов требуется соблюдение следующих двух основных требований использование правильной экспериментальной методики и рациональный выбор основных экспериментов. [c.461]

Анализируя результаты, представленные на рис. 15 и 16, можно заключить, что знание поверхности прочности, построенной по результатам основных экспериментов, позволяет предсказать момент начала разрушения при любом сложном напряженном состоянии. Для того чтобы убедиться в этом окончательно, можно провести сравнение различных критериев, используя имеющийся в настоящее время обширный экспериментальный материал для трехмерного пространства напряжений (ai, 02, ае) и снося эти данные на плоскость (аь ао). Схема такого сравнения показана на рис. 17, где функция а, а-2, ае) описывает исследуемую поверхность прочности, (о , 02, Об)—предсказываемое соответствующим критерием разрушающее напряженное состояние при заданной радиальной траектории нагружения, (а, а, а ) — экспериментально найденное разрушающее напряженное состояние. Отклонение экспериментальных разрушающих напряжений от предсказываемых теорией обозначается через АТ . Относительное отклонение теории от эксперимента на плоскости (ai, 02) обозначается через AR>2 и может быть вычислено по формуле [c.471]

Результаты основных экспериментов могут оказаться полезными также для количественной характеристики работоспособности тех или иных критериев разрушения. Так как наиболее общей формулировкой критерия разрушения является, как было установлено в разд. II, тензорно-полиномиальная, такое [c.473]

Представленные здесь количественные результаты можно рассматривать как экспериментальное подтверждение необходимости применения тензорно-полиномиального критерия разрушения и, главным образом, как подтверждение правильности самой идеи основных экспериментов. [c.475]

Основной принцип установления феноменологического критерия разрушения анизотропных композитов состоит в выборе математической модели, достаточно общей для того, чтобы она позволяла описать поверхность прочности любой формы. Руководствуясь такой математической моделью, можно указать количество экспериментов, требуемых для полного (в рамках модели) определения прочностных свойств материала. Очевидно, минимально необходимое число независимых основных экспериментов равно числу сохраняемых компонент тензоров поверхности прочности эти компоненты могут считаться характерными параметрами материала. Обращение в нуль компонент тензоров высших рангов, следующее из анализа результатов соответствующих экспериментов, позволяет установить наинизшую степень тензорного полинома, характеризующего прочностные свойства исследуемого композита. [c.475]

К построению феноменологического критерия разрушения, заданная точность которого определяет минимальное количество основных экспериментов для данной ориентации материала. Необходимость обоснованного анализа экспериментальных данных возникает, когда (1) проводятся дополнительные эксперименты для проверки надежности построения поверхности прочности (2) повторно проводятся основные эксперименты для различных ориентаций материала с целью или подтверждения полученных результатов, или проверки свойств преобразования тензоров поверхности прочности (3) желательно привести все экспериментальные данные к небольшому набору констант для справочных целей и технических приложений. [c.476]

Рациональное планирование экспериментов, основанное на применении тензорно-полиномиального критерия разрушения, позволяет свести проблему экспериментального обоснования теории к небольшому числу основных экспериментов. Результаты этих экспериментов используются для построения критерия разрушения наинизшей степени, который дает удовлетворительное— в пределах неизбежного разброса экспериментальных данных — описание явления разрушения. [c.485]

Осадка цилиндрических образцов в осевом направлении позволила дать оценку критерия разрушения пористых брикетов. Эксперименты показали, что в результате действия на торцевые поверхности цилиндрического образца сил трения создается задержка пластического течения материала на них, что приводит к образованию выпуклости боковой поверхности. При этом, чем больше величина сил трения, действующих на границе контакта образца с бойками, и чем значительнее отношение высоты брикета к диаметру, тем больше выпучивание боковой поверхности и выше растягивающие напряжения. Один из наиболее распространенных видов разрушения заготовок при штамповке - появление трещин на боковой поверхности является следствием тангенциальных растягивающих напряжений. На рис. 36 приведены данные, позволяющие оценить зависимость предельной деформации в момент разрушения от соотношения геометрических размеров пористых брикетов, спеченных из алюминиевого порошка. Основным фактором, определяющим разрушение образцов при осадке, является контактное трение. Несколько неожиданным кажется тот факт, что исходная пористость брикета незначительно влияет на величину предельной деформации при разрушении. Объяснение этому может быть дано на основе учета влияния двух противоположных факторов, которые в значительной степени компенсируют друг друга. Так, по мере увеличения исходной пористости образца, снижается способность материала противостоять воздействию тангенциальных растягивающих напряжений, в то же время, при повы- [c.117]

При обсуждении математических свойств критерия разрушения особо подчеркивается, что любая формулировка феноменологического критерия не является единственной единственность представляет собой следствие модельного способа построения критерия и не может проистекать из сформулированных выше основных принципов. Короче говоря, в рамках феноменологического подхода к проблеме разрушения результаты экспериментов можно использовать ие как средство обоснования той или иной теории разрушения, но лишь как подтверждение рациональности планирования эксперимента и как способ исследования адекватности полученного критерия исходной модели. [c.460]

Затруднения в применении классических теорий, связанные с возможностью двух состояний материала — хрупкого или пластичного. До сравнительно недавнего времени и критерии разрушения и критерии текучести назывались теориями прочности. Это объясняется тем, что первоначально они формулировались без указания на то, какое именно предельное состояние материала имеется в виду, и лишь позднее при проверке применимости этих критериев удалось установить, что некоторые из них верны для хрупкого состояния материала, работающего при определенных видах напряженных состояний, а другие дают результаты, хорошо согласующиеся с экспериментом лишь в случае пластического состояния материала. В настоящее время можно четко различать, какие из условий являются критериями прочности и какие условиями пластичности. Вместе с тем известно, что один и тот же материал в разных условиях может вести себя по-разному, в одних условиях как хрупкий, а в других — как пластичный. В основном на переход материала из одного состояния в другое влияют следующие факторы [c.537]

Pii . 13. Выбор системы координат и схемы девяти основных экспериментов для измерения компонент тензора поверхности прочности (используется квадратичный критерии разрушения [c.465]

Результаты, полученные для графитоэпоксидных композитов, подтверждают перспективность использованного подхода к планированию эксперимента. Тензорно-полиномиальный критерий разрушения, построенный по результатам основных экспериментов, хорошо согласуется с результатами многочисленных контрольных экспериментов на сложное напряженное состояние. Кроме этого, получается количественная оценка погрешностей, к которым приводит применение частных видов критерия разрушения. [c.485]

Определение Р. п. — основная задача теории прсч-ности, задача определения критериев прочности. Эксперименты иот азывают, что Р. н. зависят от истории нагружения тела и могут вызвать различный характер разрушения вязкий или хрупкий. При повторных, цилиндрич. нагружениях на разрушение сильно влияют усталостные эффекты (см. Усталость материалов) и разрушение может произойти ниже предела упругости. Д- Д- Ивлев. [c.330]

В подавл 1ющем большинстве конструкций реализуется сложное напряженное состояние, которое в каждой точке характеризуется тремя главными напряжениями а , 0 ,0з. Определим, при каком сочетании этих напряжений произойдет разрушение. Для решения этой задачи было проведено большое количество исследований, но полного решения пока не имеется. Одной из причин такого положения является то, что в реальных условиях возможно выполнение преимушественно лишь экспериментов на растяжение—сжатие. На базе этих данных нужно суметь построить критерий прочности для сложного напряженного состояния. Решению этой задачи помогают гипотезы прочности, подлежащие последующей экспериментальной проверке, после чего появляется возможность сформулировать соответствующие критерии прочности. Ввиду сложности задачи и большого разнообразия как свойств материалов, так и условий эксплуатации изделий этих критериев выработано несколько. Применение этих критериев должно соответствовать их назначению и границам достоверности. Ниже описаны основные критерии прочности. [c.161]

Тензорно-полиномиальный критерий разрушения (5) обладает, как было доказано, наибольшей общностью, и в то же время не включает лишних параметров этот критерий, обобщающий все наиболее часто используемые критерии разрушения, представляется нам наиболее перспективным. Таким образом, имеет смысл сосредоточить внимание на анализе экспериментов, основанных именно на этой математической модели. Последующее обсуждение посвящено в основном статическому разрушению, т. е. кратковременным нагружениям по радиальным траекториям. Представленные здесь данные получены для слоистого композита, состоящего из графитовых волокон (Morganite П) и эпоксидной матрицы (производство Уиттекер Корпорейшн). [c.463]

Если все эксперименты — минимум основные, а также дополнительные — проводятся только для одной ориентации материала, то компоненты тензоров поверхности прочности f,-, Рц,. ... . ., Fijk,. . . являются скалярными величинами, и, следовательно, критерий разрушения (5) представляет собой алгебраическое уравнение с экспериментально найденными коэффициентами. Для случая тензорно-полиномиального критерия второго порядка в плоской задаче имеется три коэффициента первого порядка (Fi, Fa, Fq) и шесть коэффициентов второго порядка (/ 11, Fi2, Fie, F22, F26, Fea). Экспериментальные данные можно обработать оптимальным образом так, чтобы определить все эти девять величин по напряженному состоянию (сг,, ст, dg), наблюдаемому при разрушении. [c.476]

Оказывается, что построение грубой модели, учитывающей такие процессы, вероятно, не определяет их относительной значимости и, следовательно, не позволяет концентрировать наше внимание на основных эффектах. По-видимому, более плодотворным способом нахождения правой части неравенства (26) будет проведение независимых экспериментов при систематической вариации объемного содержания волокон, прочности адгезии и геометрии слоя. После определения чувствительностй характеристик разрушения к изменению этих параметров правую часть (26) можно в принципе представить суммой соответствующих членов. Другой вариант критерия разрушения в виде энергетического баланса, который охватывает эти проблемы, представлен в следующем разделе. [c.226]

Основная идея изложенного ниже подхода заключается в разработке метода расчета, обладающего широкой физической информативностью, учитьшающего не только механические взаимодействия, но и физические, химические явления, толщину смазочного слоя, тепловые процессы, кинематику контакта, кинетические закономерности, зависящие от временного фактора [9-12]. Расширение физических координат при описании процесса изнашивания позволяет более целенаправлено ставить и обобщать экспериментальные исследования. Обобщенные характеристики находятся главным образом на основе фундаментальных зависимостей и математических описаний процесса поверхностного разрушения при трении. Расчетные уравнения для оценки ресурса по критерию износа строятся на основе обобщенных физически информативных структур, построенных и численно определенных в результате модельных и натурных экспериментов. [c.159]

В заключение добавим, что, хотя в данном подходе ползучесть п кратковременная неупругая деформация описываются единой реологической функцией, при необходимости можно различать неупругую деформацию, происходящую с большой скоростью (при высоких напряжениях), и деформацию, относительно медленно развивающуюся во времени. Это бывает удобно при реализации расчетов конструкций на основе соответствующих вычислительных процедур, а также в связи с построением критерия разрушения материала. Первая часть неупругой деформации происходит в основном вследствие внутризеренных сдвигов, а вторая — сдвигов по границам зерен. Именно с этим может быть связано независимое накопление двух различных мер иоврежденности среды, которое отмечалось в некоторых экспериментах. [c.190]

Итак, ясно, что идеализированная модель разрушения характеризуется рядом недостатков, которые следует учитывать в случае применения динамической механики разрушения для инженерной практики. В то же время зта модель является практически единственной, позволяющей дать описание распространения фронта разрушения на макроуровне. Исходя из сказанного выше, можно предположить, что хотя вдеализированная модель непригодна для вывода критериев разрушения (т. е. критериев старта, остановки, распространения, искривления, ветвления), она вполне пригодна в тех случаях, когда основные характеристики процесса разрушения (скорость трещины, условия старта и остановки и т. д.) известны из эксперимента и требуется рассчитать напряженное состояние или вьшолнить моделирование роста трещины. Таким образом, в динамической механике разрушения особое значение приобретают смешанные аналитико-экспериментальные и численно-экспериментальные подходы. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...