Деформация разрушения

Следует также отметить, что при анализе НДС и повреждений МКЭ в конструкциях с градиентными полями напряжений и деформаций разрушение по критерию (3.1) происходит неодновременно по всем КЭ. Учесть поэтапное развитие разрушения от элемента к элементу можно, моделируя разрушение КЭ назначением в нем модуля упругости Е, близкого к нулю [128]. [c.171]

Следует отметить, что деление материалов на хрупкие и пластичные носит условный характер. Такое деление имеет смысл по отношению к стандартным методам испытаний. При простом сжатии цилиндрических образцов мрамора деформация разрушения в среднем около 0,3%, но когда испытание проводится при одновременном действии бокового давления порядка 160 МПа, то деформация в момент разрушения достигает 9%. Если бы удалось осуществить всестороннее равномерное растяжение, то мы получили бы отрыв в чистом виде. Трехосное напряженное состояние, близкое к состоянию всестороннего растяжения, приводит к хрупкому разрыву даже в том случае, когда материал является пластичным в обычных условиях испытаний. [c.65]

Деформация среза — это пластическая деформация или деформация разрушения, которая наступает в нагруженном теле после деформации сдвига. [c.106]

Если разрушению предшествовала значительная пластическая деформация, разрушение называют вязким, если же пластическая деформация составляла менее 1—2%, разрушение считают хрупким. [c.420]

Период накопления дефектов и пластического разрыхления с образованием микропор и микротрещин — наиболее продолжительный период деформирования до образования трещины Гриффитса критических размеров. Этому периоду соответствует деформация еь Второй период деформирования, связанный с распространением трещины,— менее продолжителен во времени. Он характеризуется величиной eii=8p—61, где ер — деформация в момент разрушения. Распространение трещины Гриффитса происходит с большими скоростями и величина 8ц не успевает накопиться, так что ej>sn и можно принять, что Ер Б1, т. е. деформация разрушения определяется первым периодом. [c.521]

В монографии обобщены полученные авторами и литературные данные за последние 10—15 лет в области исследования деформационного упрочнения и обусловленного деформацией разрушения поликристаллических материалов. [c.2]

На участке непрерывного нагружения замкнутой системы машина — образец влияние жесткости машины существенно не сказывается на механических свойствах образца. В случае же разгрузки, возникающей, например, после зуба текучести или при образовании шейки на образце, упруго растянутые элементы машины сжимаются, что приводит к дополнительному, поскольку машина продолжает тянуть, увеличению действующего на образец усилия, следовательно, к завышенным значениям напряжения. Такие искажения диаграммы нагружения могут иметь и принципиальное значение. Например, при недостаточной жесткости машины на диаграмме в области предела текучести зуб и площадка текучести часто вообще не выявляются. Аналогично при разгрузке, связанной с локализацией деформации в шейке, недостаточно жесткая машина будет разрушать образец при нагрузках, значительно превышающих те, которые определяются структурной подготовкой материала к разрушению и условиями его испытания. Повышая жесткость машины [1,45,49], можно постепенно приближаться к наиболее физически обоснованным значениям напряжения и деформации разрушения. [c.33]

Созданию высокой химической активности в вершине трещины содействует и механический фактор. Как известно, механические напряжения в вершине трещины очень высоки. Даже при низких значениях интенсивности напряжений материал в вершине трещины находится под действием напряжений, близких к пределу текучести. Это создает благоприятные условия для прохождения в вершине трещины локальных деформаций, в результате чего на кромках ступеней сдвига (в местах выхода дислокаций на поверхность) плотность анодного тока может резко увеличиваться. Оба фактора не только способствуют повышению плотности анодного тока, но и содействуют в этом друг другу. Например, если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются выделения по границам зерен, отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матрицы, то потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии может быть реализована путем прохождения в вершине трещины пластических деформаций, разрушения пассивной пленки и активации анодных процессов по границам зерен. Это же положение относится в полной мере и к сегрегациям внутри твердого раствора, когда суще- [c.57]

Накопление деформаций при том или ином виде нагружения зависит от степени жесткости нагружения. При жестком цикле нагружения накопление регистрируемых пластических деформаций ограничено самими условиями проведения испытаний. Различные виды нагружения определяют и отличающиеся типы разрушений, возникающие при знакопеременном упругопластическом деформировании. При мягком нагружении с высоким уровнем напряжений возникает квазистатическое разрушение, близкое по характеру к статическому. При жестком нагружении независимо от уровня амплитуды, деформаций разрушение начинается с образования поверхностных трещин при последующем их подрастании до критической длины. В реальных условиях накопление деформаций и изменение напряжений могут занимать промежуточное положение между мягким и жестким видами нагружений, а разрушение может носить смешанный характер. Анализ условий эксплуатации и случаев разрушения различных конструкций показывает, что основной причиной, вызывающей возникновение трещины, является циклическое изменение напряже- [c.88]

Используя вышеприведенные обоснования того, что некоторые профили усталостных бороздок характерны для финальной части стабильного роста трещины, а также другие признаки процессов деформации разрушения материала с разной интенсивностью, можно провести предварительную селекцию профилей бороздок (механизмов разрушения материала) и отнести к начальной или конечной фазе развития трещины на II стадии. Это вполне обосновано в том случае, когда точного профиля бороздки нет, а есть только морщинистая поверхность [135, 142], отвечающая процессу затупления вершины трещины. Вместе с тем, хотя пластическое затупление типично для нагружения материала при положительной асимметрии цикла, оно не наблюдается в слз ае циклов с высокой отрицательной асимметрией, когда минимальное напряжение цикла отрицательно по знаку и является сжимающим [140]. Переход от пульсирующего цикла нагружения к асимметричному циклу со сжимающим напряжением не меняет треугольной формы профиля бороздки с гладкой поверхностью, но сама величина шага возрастает при указанном переходе. Причем наиболее значительное возрастание имеет именно та часть профиля бороздки, которая обращена к предыдущей бороздке, сформированной при пульсирующем цикле нагружения. Такая ситуация при формировании усталостных бороздок может быть объяснена только в том случае, если принять во внимание возможность формирования части профиля усталостных бороздок на нисходящей ветви нагрузки (в полу-цикле разгрузки материала). [c.165]

В зависимости от типа материала, вида напряженного состояния, характера нагружения и уровня деформаций разрушение может быть обусловлено накопленным усталостным повреждением, накопленной деформацией или их совокупностью. В связи с этим необходимо измерять как величину суммарной односторонней накопленной деформации, так и изменение амплитуды деформации при каждом цикле нагружения [83]. Для исследования циклически упрочняющихся материалов наиболее эффективен метод оптически чувствительных покрытий, а также метод тензометрии (при величине деформации в первом полуцикле Г%). Для измерения перемещений в зоне вершины трегцины рекомендуется метод оптической интерференции, причем величина исходной деформации должна быть 1%. [c.239]

ДЕФОРМАЦИЯ РАЗРУШЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПОЗИТОВ [c.146]

Это параболическое уравнение справедливо до значения деформации разрушения вещества зоны взаимодействия, которое и определяет второе, более низкое плато деформации разрушения (оно начинается по достижении второго критического значения толщины зоны взаимодействия). Это критическое значение толщины может быть найдено путем подстановки уравнения (7) в уравнение (10) [c.147]

НО ВОЛОКНО не начинает разрушаться, пока деформация не достигнет значений, отвечающих уравнению (10). Однако упругая энергия, высвобождаемая при образовании трещины в реакционной зоне, немедленно диссипирует в волокне, особенно если достигнуто второе критическое значение толщины. Значит, деформация разрушения может уменьшаться быстрее, чем следует из уравнения (10), а второе критическое значение толщины может быть меньше, чем следует из уравнения (11). Оба эти эффекта был И экспериментально обнаружены в более поздних работах. [c.148]

Деформация разрушения волокон, 10-3 [c.158]

Точка уср, лежащая ниже точки с является температурой хрупкости. При температуре ниже хр полимер становится хрупким, т. е. разрушается при очега малой величине деформации. Разрушение происходит в результате разрыва, химических связей в макромолекуле. [c.24]

Рассматривая лучи, отвечающие различным типам напряженного состояния материала, можем приближенно установить вид разрушения и выбрать, таким образом, подходящую теорию прочности. Например, луч 1 на диаграмме пересекает раньше всего линию сопротивления отрыву. Следовательно, материал разрушится путем опрыва без предшествующей пластической деформациии. Луч 2 пересекает сначала линию текучести, а затем линию сопротивления отрыву. Следовательно, при данном напряженном состоянии разрушение произойдет путем отрыва, но с предшествующей пластической деформацией. Для напряженного состояния, соответствующего лучу 3, после пластической деформации разрушение произойдет путем среза. В тех случаях, когда лучи, изображающие то или иное сложное напряженное состояние, пересекают прежде всего линию сопротивления отрыву, расчет прочности следует производить [c.193]

Переход на вторую стадию разрушения в мезотуннелях приводит к регулярному упругому раскрытию вершины трещины в каждом цикле приложения нагрузки, что сопровождается каскадом событий, связанных с формированием усталостных бороздок от дислокационных (единичных) трещин в полуцикле разгрузки материала в результате ротаций объемов материала в пределах зоны пластической деформации. Разрушение перемычек при этом может происходить путем сдвига и путем ротаций объемов материала. На начальной стадии формирования усталостных бороздок ротации в перемычках маловероятны, поскольку масштабный уровень для реализации этого процесса является еще недостаточным, чтобы возможно было формирование сферических частиц. Однако по мере продвижения трещины и нарастания скорости ее роста в результате увеличения коэффициента интенсивности напряжений возникает ситуация, когда формирование сферических частиц становится возможным. Этот переход происходит при достижении следующего масштаба параметров дефектной структуры внутри зоны, разграничивающего мезоуровни I и П. [c.180]

Применительно к сквозным трещинам решающее влияние на закономерности роста трещины при возрастании соотношения оказывает напряженное состояние в вершине трещины, что вызывает изменение размера зоны пластической деформации. Разрушение перемычек между мезотуннелями происходит путем сдвига одинаковым образом, как при двухосном растяжении, так и при двухосном растяжении-сжатии. Это происходит потому, что вторая компонента нагрузки (растяжения и сжатия), лежащая в плоскости трещины, ориентирована вдоль осей мезотуннелей. Поэтому влияние второй компоненты на рост сквозных трещин проявляется преимущественно через изменение размера зоны пластической деформации в вершинах мезотуннелей — с уменьшением размера зоны пластической деформации происходит монотонное уменьшение всех кинетических параметров СРТ, шага бороздок и скосов от пластической деформации. [c.323]

Композит с -прочными поверхностями раздела и однородными свойствами волокон и матрицы будет разрушаться по плоскости, перпендикулярной направлению приложенных нап ряжений, и поверхность излома будет гладкой. Если волокна неоднородны по прочности из-за наличия слабых точек (дефектов) или разрывов, трещина будет распространяться так, чтобы связать слабые точки. Вследствие этого трещина либо пройдет лишний участок пути в матрице (п рочная поверхность раздела), либо будет распро-ст ранять ся по поверхности раздела. Как показано выше, максимальная длина вытягиваемой части волокна определяется критической длиной. С другой стороны, матрица разрушится в первую очередь, если деформация разрушения для нее меньше, чем для волокон. На рис. 1 схематически показаны некоторые из этих типов разрушения. На рис. 1, а показан характер разрушения композита с малой деформацией разрушения матрицы согласно работе Джонса и Олстера [14], такое разрушение наблюдается в композитах алюминий — нержавеющая сталь. Рис. 1, б отвечает случаю,, когда мала деформация разрушения волокон (например, волокна бора). В этом случае предполагается, что прочность поверхности раздела высока, поскольку трещины соединяются путем сдвига матрицы. В случае рис. 1, в деформация разрушения волокна мала, но из-за малой прочности поверхности раздела трещина в матрице отклоняется слабо, поскольку волокна легко вытягиваются из матрицы. Такое поведение может быть ирисуще композиту алюминий — бор со слабой связью. Для этого типа разрушения предполагается, что деформация разрушения [c.142]

Вообще говоря, теории зоны взаимодействия предсказывают постоянство прочности и деформации разрушения композита, если развитие реакции не достигло критического уровня. По до-стиженир такого уровня прочность и деформация разрушения начинают уменьшаться — сначала быстро, а затем все медленнее, пока эти параметры ре достигнут более низких постоянных значений при втором критическом уровне развития реакции. Хотя оба критических уровня зависят и от других факторов, например, от свойств волокна и матрицы, деформация разрушения, отвечающая второму плато, согласно теории, зависит лишь от свойств соединения, образовавшегося в зоне взаимодействия. Детально исследованы были только трд системы для двух из них были получены экспериментальные значения деформации, которые оказались в очень хорошем согласии с теорией. [c.145]

Обш ий характер связи между толщиной зоны взаимодейств ия и деформацией разрушения 8, иллюстрирует рис. 3, относящийся к системе титан — бор. Меткалф [18] принял В = 1 и выбрал в качестве г минимальный размер кристаллической ячейки для фазы TiBa (/=3-10 мкм). Эти предположения носят произвольный характер, и, согласно экспериментальным данным, о которых будет сказано ниже, они должны быть изменены, чтобы соответствовать опытным значениям первой критической толщины так, радиус вершины трещины должен составлять от 1 Ю-з до 1,5- Ю мкм. Из р ис. 3 следует, что для олее прочных волокон бора первое критическое значение толщины меньше. Если толщина борида меньше этого критического значения, то трещины в боридном слое не влияют на характер разрушения волокон, а также композита в целом. [c.147]

Однако характерную взаимосвязь между степенью взаимодействия и прочностью (рис. 3) нельзя объяснить только образованием нерегулярных трещ ин и зазубрин в процессе реакции. Удов- летворительной может быть признана лишь та теория, которая объясняет критические уровни развития реакции, отвечающие началу и концу разупрочнения, а также постоянство деформации разрушения полностью разупрочненных композитов. Поскольку в системах псевдопервого класса отсутствует связь с толщиной зоны взаимодействия (характерная для систем третьего класса), была предпринята попытка создать теорию, основанную на представлениях о критической площади взаимодействия. Выбор этого критерия разрушения обосновывают характером деформации осевого сечения прореагировавшего волокна (рис. 7) в системах [c.150]

Характеристики композита Ti40A — 25%В после отжига различной продолжительности при 1144 К представлены в табл. 3. Волокна бора заметно упрочняют композит (предел текучести матрицы 37 кГ/мм2). Испытывали по три образца композита в одинаковых условиях, и разброс результатов был крайне мал. Для каждого значения продолжительности отжига приведены как абсолютные величины прочности при растяжении (в единицах кГ/мм ), так и относительные величины (отнесенные к прочности композита So, не подвергавшегося термической обработке). Прочность достигает первого, более низкого плато после отжига при 1144 К в течение 0,5 ч, а деформация разрушения волокон становится постоянной при меньшей продолжительности отжига. Для слоев диборида титана толщиной 0,7 мкм и более среднее значение нижнего предела деформации разрушения составляет 2,5X ХЮ- . Это значение и предсказывал Меткалф на основе характеристик диборида титана [18] (табл. 1). [c.157]

Согласно Кляйну и др. [16], средняя прочность волокон, извлеченных из композитов титан — бор, составляет около ЮЗкГ/мм . Это соответствует деформации разрушения 2,5-10- и согласуется с представлениями о том, что разрушение контролируется слоем диборида титана, образовавшимся при изготовлении композита. Критическая толщина диборида в отсутствие матрицы, возможно, менее 0,1 мкм, поскольку в ленте сразу после изготовления она составляет от 0,05 до 0,15 мкм. Влияние предела пропорциональности материала матрицы на критическую толщину слоя диборида для случаев изолированных волокон, матрицы Ti40A и матрицы Ti75A (пределы прочности соответственно 28 и 42 кГ/мм ) представлено на рис. 12. Вклад поддержки матрицы в уменьшение вредного влияния трещин в слое диборида титана выражается простым соотношением. Пределу пропорциональности нелегированного титана (63 кГ/мм ) должна отвечать деформация 6-10 , достигающая величины деформации разрушения типичных волокон бора поэтому увеличение предела пропорциональности матрицы е приведет к увеличению допустимой толщины диборида в композите. Согласно рис. 12, в композите с титановой матрицей допустимы толщины диборида до 0,8 мкм при таких толщинах композит ведет себя упруго вплоть до достижения деформации разрушения волокон бора. Этот вывод пока не проверен, но продолжающиеся работы в области композитов с титановой матрицей позволят произвести его оценку в ближайшем будущем. [c.162]

Перед механическими испытаниями на растяжение образцы (по три образца на каждый режим) отжигали при 1144 К в течение различных промежутков времени, чтобы обеспечить заданную толщину зоны взаимодействия на поверхности раздела. Результаты испытаний приведены в табл. 4. Вследствие химической реакции прочность уменьшается на 7% при толщине реакционной зоны 0,49 mkim с ростом толщины зоны до 1,20 и 1,47 мкм прочность уменьшается соответственно на 10 и 15%. Отжиг при 1144 К в те-че ие 10 ч приводит к неожиданному росту прочности. Однако данные по деформации разрушения волокон согла суются с данными для системы титан — бор и с выводами теории слабых поверхностей раздела. Деформация разрушения начинает снижаться, когда толщина реакциоиного слоя превышает 0,49 мкм (примерно то же наблюдается в системе титан —бор) и принимает постоянные значения (4,3-г4,4) 10 в интервале толщин 1,20—1,47 мкм. Этот результат согласуется со значением 4,5-10 предсказанным Меткалфом [18] для случая, когда разрушение определяется разрушением силицида титаиа. Данные для двух наибольших толщин реакционного слоя свидетельствуют о том, что деформация разрушения продолжает уменьшаться. Кинетические характеристики [c.166]

В последнее время были проведены детальные исследования процесса изготовления композитов с матрицей Ti-6A1-4V, содержащих от 45 до 50 об.% волокон B/Si диаметром 140 М1ш [5]. Хотя корреляция параметров изготовления со структурой поверхности раздела была неполной, последовательное увеличение температуры горячего прессования приводило к росту толщины слоя продукта реакции на поверхности раздела. Продолжительность прессования была постоянной (30 мин), а давление выбирали таким, чтобы при каждой температуре обеспечить прочную диффузионную сварку композита. На каждом режиме обрабатывали четыре образца усредненные результаты этих испытаний, а также результаты некоторых многократных испытаний на поперечную прочность приведены на рис. 14. Хотя в испытаниях на поперечную прочность влияние поверхности раздела непосредственно не оценивалось, их результаты приведены потому, что значения деформации разрушения разупрочненных композитов, полученных пре ссованием при 1144 К и 1172 К, совпадают со значениями, предсказанными для поверхности раздела титан— карбид кремния. [c.167]

Смотреть страницы где упоминается термин Деформация разрушения : [c.82] [c.103] [c.52] [c.243] [c.167] [c.212] [c.672] [c.343] [c.60] [c.99] [c.136] [c.200] [c.143] [c.23] [c.142] [c.159] [c.164] [c.167] [c.168] [c.223] [c.269]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...