Критерий интенсивности напряжений

Количественная оценка влияния вида напряженного состояния на сопротивление разрушению зависит от индивидуальных особенностей исследуемого материала. Следовательно, выражения критериев прочности по конструкции должны включать кроме характеристик напряженного состояния параметры, отражающие индивидуальные особенности материала в конкретных условиях испытания. Однако о долговечности материала при том или ином напряженном состоянии часто судят только по величине той или иной характеристики напряженного состояния без достаточного учета комплекса свойств материала. При этом, как правило, в качестве критерия длительной прочности используют одну из характеристик напряженного состояния. В одних исследованиях результатом анализа испытаний выявлена возможность использования в качестве критерия длительной прочности величины максимального нормального напряжения (ст ), в других хорошее соответствие результатов опыта с расчетом получено при использовании в качестве критерия интенсивности напряжений (о/). [c.131]

Критерий интенсивности напряжений выводится при помощи уравнений поля упругих напряжений перед трещиной, содержащих С 1 Этот критерий напряжения характеризуется коэффициентом интенсивности напряжения К. Для однородно напряженной бесконечной пластины [c.476]

Условие Гриффитса может быть выведено из уравнений теории упругости, а также и из энергетической теории (Паркер, 1964 г.). Таким образом, критерий разрушения, основанный на критическом напряжении, является правильным, как и критерий, основанный на балансе энергии. Установленный таким образом критерий интенсивности напряжений Ксг пропорционален возникающему разрушающему напряжению. Зависимость длины критической трещины от разрушающего напряжения имеет вид [c.154]

Ксг — критерий интенсивности напряжения, или показатель вязкости разрушения [c.207]

Критерий интенсивности напряжений (6) для плоского случая выражается эллипсом рис. 1). [c.590]

Приведенные выше выражения известны как критерий интенсивности напряжений, положенный в основу наиболее распространенной в настоящее вре.мя теории пластичности Губера, Мизеса и Генки, рассматривающей величину работы деформации изменения формы при постоянном объеме. [c.470]

Математической интерпретацией критерия G является параметр К (называемый коэффициентом интенсивности напряжения), более удобный, чем G, для экспериментального определения и использования в расчетах на прочность [c.75]

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

Для оценки сопротивления металла нестабильному распространению хрупкой трещины применяют один из двух взаимосвязанных критериев критический коэффициент интенсивности напряжений /( t(H/M ) или вязкость раз-рушения С7с(Дж/м ). Коэффициент интенсивности напряжений [c.545]

Важным звеном в практическом использовании критериев линейной механики разрушения является расчет коэффициентов интенсивности напряжений для конкретной геометрии детали и экспериментальное определение характеристик трещиностойкости. [c.292]

Критерий S(. в условиях плоской деформации связан с критическим коэффициентом интенсивности напряжений К, соотношением [c.342]

Например, в работе [300] скорость трещины, принятая вначале постоянной, после ее определения с использованием критерия разрушения о предельном значении коэффициента интенсивности напряжений и закона сохранения энергии, естественно, оказалось переменной, причем эта скорость более соответствует физическому смыслу задачи, нежели принятая сначала постоянной. [c.326]

Итак, соблюдение условия прочности (6.9) гарантирует безопасность конструкции при статической нагрузке. Наряду с критерием Треска—Сен-Венана рассматривают критерий Губер—Мизеса, или условие постоянства интенсивности напряжений [c.136]

Аналогичные рассуждения, использованные применительно к критерию постоянства интенсивности напряжений (см. формулу (6.16)), дают соотношение [c.139]

Уравнение траектории трещины определяется из условия, что коэффициент интенсивности напряжений Кц равен нулю [362]. Критерий является родственным предыдущему и критерию локальной симметрии (24.4). [c.202]

Метод сечений для приближенного расчета коэффициента интенсивности напряжений. Предел трещиностойкости /с как характеристика материала и критерий разрушения в хрупком и пластическом состояниях К h [c.483]

Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в условиях возникновения неустойчивого состояния трещины из зависимости (2.5) можно связать д энергетическим критерием разрушения -ук, т. е. Кс= [c.25]

Современным критерием оценки склонности титановых сплавов к коррозионному растрескиванию являются пороговый уровень коэффициента интенсивности напряжений (вязкость разрушения в коррозионной среде или ниже которого развитие трещин не про- [c.32]

Конечная цель всех исследований закономерностей усталостного разрушения управлять процессом распространения трещин путем его моделирования, вводя обоснованный контроль в зонах распространения трещин, сопоставляя прогноз с реализуемым процессом. По результатам контроля уточняются данные моделирования и обосновывается периодичность осмотров деталей по критерию роста трещин, а также разрабатывается система воздействия на деталь с трещиной в условиях эксплуатации или при ремонте с целью уменьшения скорости роста трещины вплоть до ее полной остановки. С точки зрения организационной структуры несомненно, что полностью система управления может быть реализована при взаимодействии многих организаций и научных направлений. Вместе с тем следует выделить решение задачи, являющейся основной, связанной с представлением о том, как ведет себя металл с развивающейся усталостной трещиной при эксплуатационном нагружении. В этом направлении выполнено множество исследований, которые обобщены, например в [6-11]. Из рассмотрения в качестве характеристики процесса разрушения скорости роста трещины и коэффициента интенсивности напряжения изучены различные внешние воздействия для множества конструкционных материалов. Однако все попытки ввести единообразное описание кинетического процесса до настоящего времени не дали положительного результата. [c.21]

В уравнении (28) члены порядка выше 1/гД2 отбрасываются, так как в соответствии, с нашими гипотезами характерный объем Гс мал по сравнению с 2а. Если для произвольного условия нагружения к2/кх = измерены критические значения коэффициентов интенсивности напряжений к с и к с, то значение Гс можно определить путем подстановки (28 ) в уравнение (3). При постоянном значении Гс систему уравнений (28 ) и (3) можно использовать для предсказания критического состояния трещины под действием произвольного нагружения в пространстве к- к ,. Совпадение в пространстве k k2 предсказанной поверхности разрушения с экспериментальными данными дает экспериментальное подтверждение критерия разрушения. Проверим выполнение этих гипотез применительно к экспериментальным данным по распространению трещины в стеклопластиках. [c.233]

Укажем на близость условия (4.22) к критерию прочности Шлехтера — Падай. Согласно этому критерию интенсивность напряжений при разрушении есть определенная для данного материала функция гидростатического давления [c.142]

В тонких дисках гладкой формы наибольшие напряжения возникают в центральной зоне и в подободных сечениях, где имеет место двухосное растяжение. В этих случаях критерий интенсивности напряжений мало отличается от максимального нормального напряжения и запас по текучести [c.116]

Критерии статической прочности для пластичных материалов. Для пластичных материалов условия прочности при растяжении и сжатии совпадают. Разрушение таких материалов определяется преииущественпо касательными напряжениям . Осрювными критериями разрушения являются критерий интенсивности напряжений, выражающий среднее касательное напряжение в точке, и критерий максимального касательного напряжения. [c.589]

Критерий интенсивности напряжений (критерий Г убера — Мизеса). [c.589]

По Ирвину, вязкость разрушения для плоскодеформированного состояния характеризуют коэффициентом (критерием) интенсивности напряжений К с=оУ я/кр, где а — разрушающее напряжение [c.188]

Длительное разрушение, которому предшествует существенная остаточная деформация, происходит в соответствии с критерием интенсивности напряжений или максимального касательного напряжения [6, 40]. Результаты испытаний на длительную прочность, проведенных на сложнолегированном сплаве ЭП238ВД при нагружении различными сочетаниями растяжения и кручения, приведены на рис. 2.4. Испытания проводили при Т = 850° С на круглых трубчатых образцах с наружным диаметром 16 мм и толщиной стенки 0,5 мм. [c.29]

Следует отметить, что при использовании уравнения (3.24) имеются ограничения, касающиеся случая, когда яам д и х(сгт) = = sign((Tm), из (3.22) в случае От < О имеем 6S < 0. Поскольку о, > О, 60i > О и 5н > О, а 6Sh = —6S, из (3.1) следует, что 0 > 0. Таким образом, при От < О потеря микропла-стической устойчивости невозможна. В данной ситуации критическая деформация и время до разрушения будут определяться условием среза перемычек между порами. Поскольку потеря микропластической устойчивости при От <С О отсутствует, то рост пор до момента среза перемычек будет стабильным, происходящим только при увеличении нагрузки и соответственно деформации. Подчеркнем, что при реализации потери микропластической устойчивости идет дальнейший, но нестабильный рост пор (без увеличения нагрузки и макродеформации) до того момента, пока не произойдет среза перемычек между порами [222]. Разделение металла при срезе происходит вдоль линий скольжения (локализация течения), т. е. данный процесс контролируется сдвиговыми напряжениями или в многоосном случае интенсивностью напряжений о . Следовательно, в качестве критерия среза перемычек в первом приближении можно принять условие аГ = ав, где оГ —напряжение в перемычке (среднее по всем перемычкам), аГ =(o,-/(l—S) Ов — временное сопротивление. Таким образом, при От <С О критерием образования макроразрушения является условие аГ = Ов. [c.166]

Вывести закон упругого упрочнения ai = Eei, используя выражения для интенсивностей напряжений и деформаций и обобщенный закон Гука для изотропного тела. Указать пределы применимости этого закона, используя критерий пластичности Мнзеса. [c.130]

Каждый из трех типов деформации характеризуется соответствующими критериями разрушения. Применимость того или иного критерия зависит от общей деформации, предшествующей разрушению. Области применимости критериев представлены заштрихованными зонами под ди аграммой деформирования (рис. 3.2). Для первой зоны (до точки А) характерно однопараметрическое описание поля напряжений в вершине трещины. При этом для каждого из трех видов деформации параметрами являются коэффициенты интенсивности напряжений К,, К , К, . Разрушение наступает в момент достижения одного из параметров (или их комбинации) некоторого критического уровня, например, Kj = Kjj,, где — критическое значение коэффициента интенсивности напряжений или вязкость разрушения для трещин нормального отрыва. При этом пластическая деформация в вершине трещины должна быть минимальной. [c.80]

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Дпя некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости 5 — критическое раскрытие трещины и — критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 5 основан на раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного Jj,-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упругопластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу [R ]. сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др. [c.81]

Эксперименты показывают, что при наличии достаточно развитых пластических зон критический рост трещины наблюдается не при постоянном значении коэффициента интенсивности напряжений Kj = Kj [см. (12.33)], т. е. значение Kj не может служить критерием начала разрушения. В качестве критерия в этом случае было предложено принимать так называемое раскрытие у вершины трещины б = 2и (рис. 12.16 и 12.17). Модель Ирвина при г = а дает б = = 2и (г = а) = AK il(nEa ). Соответственно из модели Дагдейла следует равенство S = [8о. г /(л )1 Ig se [яст/(2стт)]. [c.388]

В 3 было показано, что локальный критерий Ирвина связан с характеристикой сингулярности ноля напряжений или деформаций в окрестности вершины трещины. В упругом случае, как отмечалось, такой характеристикой служит коэффициент интенсивности напряжений. Эта характеристика (или критерий) должна быть одинаковой в предельном состоянии при переходе от одной детали (со своей схемой нагружения) к другой детали из того же материала (с другой схемой нагружения). Этому свойству вполне удовлетворяет коэффициент интенсивности напряжений при идеально хрупком разрушении. В случае же развитых пластических деформаций в части петто-сечения инвариантными характеристиками могут служить коэффициенты при сингулярных членах в выражениях напряжений или деформаций. В частности, оказывается, что если диаграмма деформации материала может быть представлена в виде степенной зависимости [c.64]

Методы расчета коэффициентов интенсивности напряжений для несимметричных трещин. Множество практических задач приводит к необходимости рассмотрения двумерных тел с трещинами, берега которых деформируются несимметричным образом. Хотя нет единого мнения относительно критериев разрушения в этом случае, очевидно, что момент страгивания трещины в унруюм теле может быть рассчитан из условия [c.94]

В настоящее время для качественной оценки способности материала тормозить развитие магистральной трещины существует достаточно большой набор экспериментальных методов и соответствующих характеристик материала (точнее, образца из него). Здесь будут рассмотрены несколько таких характеристик, представляющих не только качественный (для сравнения и выбора материалов и технологий), но и расчетный интерес. Последнее означает, что по такой характеристике возможно, на основании соответствующих критериев разрушения, вести расчеты на прочность с определением требуемых коэффициентов запаса. Эти характеристики (называемые характеристиками трещиностой-кости) Z , /fi — критические коэффициенты интенсивности напряжений при плоском напряженном состоянии и объемном растяжении (в случае плоской деформации) бс — критическое раскрытие трещины в вершине (разрушающее смещение) Ло — уиругопластическая вязкость разрушения 1с — предел трещино-стойкости. [c.129]

Для оценки скорости роста усталостных трещин использовались эмпирические формулы, в которые не входили параметры механики разрушения. Однако только введеипе в число параметров (влияющих па распространение трещины) коэффициента интенсивности напряжений позволило судить об общих закономерностях роста трещины при повторном (циклическом) нагружении. И это естественно, так как рост трещины усталости происходит на фоне упругих деформаций, кдгда справедливы критерии линейной механики разрушения. [c.258]

Силовым критерием условий быстрого распространения трещины при разрущении, как указывалось выше, является достижение величинами Ki, Кп, Кт критических значений Ki , Kii , Kiii - По критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений устанавливаются критические размеры дефектов при известных номинальных напряжениях или критические напряжения при известных размерах дефектов. Напряжения Сткопре- [c.27]

Упругопластическоё распределение деформации в окрестности трещины является основой для определения деформационных критериев хрупкого разрушения. Ранее приведенное выражение для коэффициента интенсивности напряжений К=Оу Y2ж) позволяет приближенно определить протяженность пластической зоны (зоны текучести) Гт на продолжении трещины. Полагая в конце пластической зоны равенство местных напряжений Оу пределу текучести От, можно записать [c.30]

Для соответствующих предельных состояний (хрупкого и квазихрупкого) по данным о критических напряжениях ак для образцов с надрезом (кривая 2) производят вычисление критических напряжений для элемента конструкции. В области А при вычислениях в качестве критерия разрушения используют критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Ки или раскрытия трещины бк- Определение для температуры Т = — Тэ величин Стк при известном Ki проводится по уравнениям (2.9) линейной механики разрушения (ЛМР) и температурным зависимостям Ki типа (3.4). В области Б (нелинейная механика разрушения — НЛМР) в качестве критерия разрушения используют критическое напряжение Стк, зависящее от температуры Т [по уравнению (3.6)], размеров сечения [по уравнению (3.7)] и размеров трещины [по уравнению (3.8)]. Величины КгеП [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...