Определение вязкости разрушени уравнение разрушения

Обычно при стандартном определении вязкости разрушения делают так, что W — а = а, т. е. Wla = 2. Это значит, что размер пластической зоны в образце на 25% выше, чем предсказанный для изолированной треш,ины в бесконечном теле при той же интенсивности напряжений. Если попытаться выразить изменение К через эквивалентную упругую трещину [см. уравнение (270)], то можно записать [c.129]

Включение в уравнение (4.3) значения вязкости разрушения ставит дополнительную задачу в определении ее величины в случае воспроизведения реализованного процесса роста трещины или моделирования этого процесса. При этом не снимается проблема изменения величины показателя степени в уравнении Париса для разных классов материалов и разных условий испытания, на что было указано с учетом эффекта пластического затупления вершины трещины, используемого для описания кинетических кривых для усталостных трещин [7], Проблема рассматривается в дан- [c.189]

Если и волокна, и матрица пластичные, не ясно, можно ли при помощи какой-нибудь элементарной теории рассчитать вклады в работу разрушения композитов за счет пластических деформаций волокон и матрицы, так как при переходе обеих фаз в пластическое состояние ни та, ни другая не обеспечивают ограничения пластической деформации и границы зоны деформирования нелегко рассчитать. Некоторые работы по этому вопросу [29, 30[ проводились на системе волокна нержавеющей стали — алюминий, и было обнаружено, что вклад волокон можно удовлетворительно описывать выражением типа уравнения (27), и, если затем просуммировать этот вклад с вкладом матрицы, определенным по соображениям, аналогичным приведенным в разд. III, В, 1, можно получить хорошее согласие с экспериментально измеренной величиной вязкости разрушения. Следовательно, по крайней мере в этом случае, вклады от пластических деформаций двух фаз могут быть, по-видимому, вычислены независимо, а затем просуммированы. [c.468]

Испытав два-три образца на вязкость разрушения и подставив средний результат в уравнение (1), можно рассчитать предел усталости. Это аналитический способ определения значения 0-1 [c.88]

Когда зависимость динамической вязкости разрушения от скорости распространения трещины известна, решение задачи определения скорости распространения трещины приводится к решению нелинейного уравнения (3.158). При этом возникает необходимость определить характеристики вершины трещины в момент / г = + Аг/2, при [c.84]

При экспериментальном определении характеристики вязкости разрушения (трещиностойкости) для упругого тела, когда показатель упрочнения в упругопластической области /По = 1, когда справедливы уравнения линейной механики хрупкого разрушения, показатели степени т =т [c.34]

Рассмотренный метод, использующий для определения Ку уравнения изменения состояния, позволяет анализировать ускоренные испытания, в которых в качестве форсирующих факторов используются воздействия температуры или изменения режимов работы устройства. При использовании в качестве ускоряющего фактора повышения температуры изменяются параметры смазки (в частности, уменьшается вязкость т]), а следовательно, в соответствии с формулами (см. с. 734) — несущая способность N смазочного слоя, что вызывает увеличение интенсивности разрушения. Для рассматриваемого в этом примере устройства уменьшение N вызывает увеличение коэффициентов [c.747]

Следуя [1], положим, во-первых, что размеры пузырьков значительно меньше минимального расстояния, на котором существенно изменяются кинематические и гидравлические параметры течения, во-вторых, что непосредственное взаимодействие между пузырьками (столкновение, слипание и разрушение) настолько мало, что им можно пренебречь, в-третьих, что во время движения масса газа в пузырьке остается постоянной, а форма — сферической, в-четвертых, в уравнениях движения массой газа внутри пузырьков можно пренебречь по сравнению с присоединенной массой окружающей жидкости, в-пятых, жидкость несжимаема во всем рассматриваемом объеме. Связь между давлением и плотностью в газе внутри пузырька задается уравнением политропы. Кроме того, считаем, что плотность газа внутри каждого пузырька — функция только времени, а объемная концентрация пузырьков в смеси мала. Внешними массовыми силами пренебрегаем. Вязкость жидкости будет учитываться не только в процессах взаимодействия между пузырьками и жидкостью, но и при определении движения самой жидкости. [c.749]

При динамических испытаниях нагрузки прикладывают с большой скоростью. Динамические испытания на изгиб образцов стандартных размеров с надрезом определенной формы на специальных машинах (называемых копрами) широко применяются при исследовании свойств конструкционных материалов и особенно стали. Определяемая при динамических испытаниях на изгиб механическая характеристика работа разрушения А характеризует способность металла сопротивляться ударному разрушению. Зная работу разрушения А и площадь поперечного сечения образца F, можно определить удельную ударную вязкость a , (в дж/м ) по уравнению [c.18]

Механика разрушения позволяет проводить количественные расчеты на прочность различного рода изделий, содержащих трещины. Традиционные подходы к оценке прочности крупногабаритных изделий не обеспечивали такой возмож ности. Повышение надежности изделий зависит от совместных усилий металлургов и конструкторов. Металлурги, разрабатывая сплавы с высокой вязкостью на основе изученных микромеханизмов разрушения, должны помнить, что вид разрушения металла обусловлен не только структурой металла, но и напряженным состоянием в процессе службы. Конструкторы при расчетах изделий должны иметь в виду, что свойства материалов различны и зачастую не могут быть представлены просто символами в алгебраических уравнениях. Понимание металлургами задач, стоящих перед конструкторами, а конструкторами — задач, стоящих перед металлургами, при решении совместных проблем обеспечения надежности конструкции, несомненно, будет способствовать успеху общего дела. В этой книге главным образом затронуты макроскопические аспекты механики разрушения особенности разрушения отдельных материалов в ней детально не рассматриваются. Однако дано описание некоторых моделей микромеханики процесса разрушения в простых материалах, чтобы показать адекватность принятых моделей распространения трещин или коалесценции пор при определенных напряжениях и деформациях в различаых условиях, когда масштаб явлений изменяется на несколько порядков — от микронов до метров. [c.8]

Второе экспериментальное подтверждение формулы для определения критической длины трещины получено при испытаниях, проведенных Гетцем и др. (1963 г.) на сосудах под давлением диаметром 152 мм из алюминиевого сплава 2014-Т6. Толщина стенки образцов 1,5 мм. В этих испытаниях использовали плоские пластины с надрезом и цилиндрические сосуды. В цилиндрических сосудах со сквозными трещинами создавали давление до разрушения. Значения Ксг подсчитывали при испытании на растяжение плоских пластин (для определения вязкости разрушения использовали образцы с центральным надрезом). По результатам испытаний цилиндрических сосудов построена кривая зависимости разрушающего напряжения от длины трещины с применением уравнения (15) при Ксг = onst. На рис. 5 представлены результаты вычислений. Штриховая линия построена на основании результатов испытания плоской пластины, скорректированных для пластины ограниченной ширины . Сплошная линия построена по результатам испытания цилиндрических сосудов, причем темными кружочками показаны отдельные результаты испытаний цилиндрических сосудов. Как можно обнаружить, кривые, построенные на основании уравнения (15), хорошо согла-еуются с результатами отдельных испытаний цилиндрических сосудов. Уровень вязкости для этих испытаний на алюминиевых образцах составил 189 кгс/мм /. [c.163]

Уравнение (4.5) при всей своей привлекательности имеет общий недостаток — в него введена предельная величина КИН (вязкость разрушения), что для его практического использования при анализе процесса усталостного разрушения элементов авиационных конструкций вносит существенную неопределенность. Как было показано в главе 2, предельное состояние элемента конструкции с усталостной трещиной определяется широким спектром величин вязкости разрушения, поскольку она существенно зависит от условий нагружения. Не менее сложным является вопрос об определении величины показателя степени в соотношении (4.4). Он не может быть рассмотрен как интегральная характеристика затупления трещины по некоторому отрезку ее фронта с переменной кривизной и ориентировкой направления локального подрастания трещины. Тем более что параметры зоны затупления (зоны вытягивания) — ее высота и ширина — тоже существенно зависят от условий нагружения, например от температуры (см. главы 2 и 3). Наконец, как было показано выше, пластическое затупление вершины трещины происходит в каждом мезотуннеле индивидуально . Оно существенно зависит от того, каким образом сформированы перемычки между мезотунне-лями. Перемычки не только определяют условия раскрытия вершины мезотуннеля, но и влияют на величину скорости роста трещины, при которой [c.189]

Вместе с тем сама точка с координатами А и В уСтойчиЁа, и ее можно использовать в оценках на-груженности элемента конструкции, поскольку в области этой точки рассеивание величины скорости и КИН может быть рассмотрено как пренебрежимо малое [51]. В связи с этим вполне естественно вводить в кинетическое уравнение в качестве константы материала не вязкость разрушения, а величину КИН в точке вращения кинетических кривых. Поскольку этому КИН соответствует определенная скорость роста трещины, для удобства дальнейшего изложения будем оперировать координатами рассматриваемой точки вращения кинетических кривых в виде величин Kis(AKis) и da/dN)is или [c.191]

Применение /-интеграла для анализа распространения трещины в условиях упруго-пластической деформации отличается от определения /-интеграла в условиях полной деформационной пластичности или нелинейной упругости. Следовательно, параметр Д/, связанный с К уравнением (5.44) или уравнением (6.11), — это только механический параметр, с помощью которого можно так преобразовать данные, чтобы согласовать их с законом распространения усталостной трещины в условиях упругого нагружения (при многоцикловой усталости). Таким образом, чтобы исследовать поведение трещины, удовлетворяющей условиям микротечения при многоцикловой усталости, как и при испытаниях на вязкость разрушения [46 ] Ki и необходимы образцы большого размера. Если же применить образцы малого размера, то можно рассчитать [47 J соотношение dl/dN — К для больших образцов или элементов конструкций с помощью вышеописанного параметра А/, хотя условия в этом случае соответствуют макротечению или течению по всей поверхности. [c.223]

Оуэна с сотрудниками в большинстве случаев проводили испытания при растяжении на широких пластинах с надрезами. При сравнении результатов, полученных различными исследователями, возникают определенные трудности, обусловленные тем, что различные методы дают различные результаты и не известно, какой из них даст, так сказать абсолютные результаты . Например, в двух работах [109, 116] было установлено, что для материалов, содержаш,их 40% (об.) высокомодульных углеродных волокон, Кс примерно равен 40 МН/м /а при растяжении пластин с надрезом, независимо от длины надреза. С другой стороны, при испытании аналогичных материалов при четырехточечном изгибе образцов с надрезом найденные значения составляли величину около 16 МН/м 2 при отношении глубины надреза к толщине образца от 0,3 до 0,7 и значительно более низкие значения Л"е при меньших отношениях глубины надреза к толщине. Эллис и Харрис [116] сравнивали параметры вязкости разрушения, определенные различными способами, для материалов на основе эпоксидной смолы и высокомодульных и высокопрочных углеродных волокон. Они определяли общую работу разрушения ур, работу инициирования трещины уг (площадь под кривой нагрузка — деформация до максимальной нагрузки, при которой начинается быстрый рост трещины), а также критическую скорость высвобождения упругой энергии G по методу определения податливости образца с трещиной. Все измерения проводились при низкоскоростном изгибе образцов с надрезом. По данным Кс, полученным при растяжении и изгибе, используя уравнение (2.27), они рассчитали эквивалентные значения G . Для того, чтобы сделать это, необходимо было использовать податливость С, учитывающую ортотропный характер волокнистых композиционных материалов. Зих, Пэрис и Ирвин вывели полную форму уравнения (2.27) [4], в котором С является функцией всех констант в тензоре податливости. Для ортотропных материалов с одной резко выраженной осью анизотропии, таких как однонаправленные композиционные материалы с непрерывными волокнами типа углеродных, их уравнение может быть записано в упрощенной форме [c.134]

В однородной однофазной чистой жидкости эта мощность расходуется на преодоление внутренних микроскопических вязких сопротивлений жидкости. В суспензиях большая часть энергии диссииируется вследствие взаимодействия взвешенных частиц со свободным потоком дисперсной среды. Это проявляется в виде макроскопической вязкости, которая выран ается, например, уравнением Эйнштейна (XIV. 1), однако следует помнить, что механизм явления совершенно иной. В самом деле, микроскопическая вязкость жидкости не изменяется взвешенными частицами единственное изменение, которое при эт эм происходит, состоит в переходе от ламинарного течения к более сложному в окрестности частицы. В нашем случае, кроме этого, как только скорость сдвига превысит определенную величину (соответствующую = 25), происходит разрушение или распад вторичных частиц. При удачных столкновениях эти частицы вновь восстанавливаются, и, таким образом, устанавливается динамическое равновесие. При этом необходимо постоянно подводить энергию для того, чтобы поддерживать процесс распада в противовес тенденции частиц к восстановлению.Наблюдае-мая в таких системах макровязкость является следствием комбинированного проявления вязкости дисперсной среды, взаимодействия взвешенных частиц с ламинарным течением и непрерывного распада и восстановления вторичных частиц. Тем не менее процесс усложняется тем, что распад вторичных частиц высвобождает растворитель и этим самым понижает макровязкость. Последнее влияние преобладает над предпоследним, и результирующий эффект состоит в постепенном уменьшении вязкости с увеличением скорости сдвига [c.304]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...