Разрушение — Время 358 — Стадия

В настоящее время анализ развития разрушения (вторая стадия разрушения) традиционно проводят с помощью аппарата механики разрушения. Основная концепция механики разрушения заключается в существовании некоторых параметров К, [c.7]

Наиболее старым и весьма распространенным является энергетический подход, который обычно не требует уточнения конкретной ситуации (напряжений и деформаций) в очаге разрушения. Энергетический подход используют для оценки общей работы разрушения и ее составляющих, связанных с зарождением и распространением трещины. В то же время силовой и деформационный подходы используют преимущественно для оценки сопротивления разрушению на стадии распространения трещины. [c.326]

В настоящее время наблюдается прогресс в построении теорий объемного разрушения [111, 167, 178]. При применении этих теорий для расчета изделий в условиях неоднородного напряженного состояния должны быть использованы такие понятия, как фронт разрушения или условия зарождения магистральной трещины [85]. Данные о соотношении времени инкубационного периода и времени прорастания трещины для различных материалов противоречивы. В ряде работ показано, что время заключительной стадии меньше инкубационного периода [139, 169]. Как отмечено в [143], вопрос о переходе рассеянного разрушения в стадию распространения магистральной трещины в настоящее время не может считаться удовлетворительно решенным ни в физическом, ни в механическом смысле. [c.270]

Напряжения 79 Раздача трубы 166 Разрушение — Время 358 — Стадия [c.392]

Разрушение в условиях отсутствия стадии ускоренной ползучести также является довольно распространенной. Такое поведение наблюдается у материалов, сравнительно малопластичных при температуре испытания, цилиндрические образцы из которых разрушаются во время стадии // при сложном напряженном состоянии, характеризуемом высокой жесткостью у при нагружении сжатием при растяжении тонколистовых и трубчатых [c.91]

Анализ долговечности сварных узлов на стадии образования усталостного разрушения может быть выполнен на основе из-вестных деформационных критериев разрушения [141, 144, 147] или при использовании разработанного деформационно-силового критерия (см. раздел 2.3). Процедура расчета при этом аналогична анализу долговечности материала у вершины усталостной трещины, так как по сути трещина является острым геометрическим концентратором напряжений и деформаций. Расчет кинетики НДС в концентраторах напряжений в настоящее время проводится с использованием коэффициентов концентрации упругопластических деформаций и напряжений, процедура получения которых достаточно полно представлена в работах [141, 147]. В случае необходимости уточненного анализа НДС в концентраторе можно воспользоваться решением упругопластических задач с помощью МКЭ. [c.268]

Нахождение вероятности разрушения или вероятности безотказной работы на стадии проектирования изделий представляет весьма сложную задачу. В настоящее время основным методом оценки прочностной надежности является определение запасов прочности. Пусть q — параметр работоспособности изделия (например, действующее усилие, напряжение и т. п.). [c.10]

Внешняя среда оказывает существенное влияние на свойства отожженного кобальта марки К2 при испытании на кратковременную ползучесть. При испытании на воздухе при 800—860 С кобальт упрочнялся быстрее, чем в вакууме 10 Па, вследствие окисляющего действия воздуха. Испытания в скоростном воздушном потоке показали еще большее упрочнение, чем в спокойном воздухе, на первой стадии ползучести, но при этом в 3—5 раз сокращалось время до разрушения последнее было хрупким. Величина деформации также сокращалась в 4—5 раз по сравнению с испытанием в спокойном воздухе [1]. [c.154]

Коррозионно-Эрозионный износ труб поверхностей нагрева котла за данное время работы т в сравнении с износом из-за чистой коррозии As ускоряется тем быстрее, чем выше степень разрушения оксидной пленки и больше количество циклов очистки. На величину сильно влияет также показатель степени окисления металла п, который в свою очередь зависит от типа металла, состава продуктов сгорания, а в некоторых случаях- и от температуры. С увеличением п глубина износа As приближается к As. Таким образом, чем выше показатель степени окисления, тем менее чувствителен металл к периодическим разрушениям оксидной пленки. Из последней формулы следует, что ускорение износа зависит существенным образом и от коэффициента В, учитывающего первоначальную стадию коррозии на износ. Очевидно, чем больше период между циклами очистки, тем меньше влияние на износ оказывает первоначальная стадия коррозии. [c.196]

В уравнении (4.42) имеет место неопределенность в том, какой именно уровень или подуровень величины прироста трещины (или степень стеснения пластической деформации материала в вершине трещины) будет использован развивающейся трещиной как предпочтительный. В настоящее время наиболее тщательное изучение типичных величин шага усталостных бороздок, которые наиболее часто встречаются при развитии трещины, было осуществлено применительно к алюминиевым сплавам. Поэтому далее подробно рассмотрены соотношения между приростом трещины в цикле нагружения и величиной коэффициента интенсивности напряжения применительно ко второй стадии разрушения алюминиевых сплавов, где могут быть измерены регулярные параметры рельефа излома в виде усталостных бороздок. [c.206]

Выполненные измерения шага линий и последующий их пересчет в число полетов показали, что длительность роста трещины в валу составила около 630 полетов ВС. К моменту разрушения наработка вала с начала эксплуатации составила 4333 полета. Следовательно, относительный период роста трещин в валу от дефекта материала составил (630/4333) 100 = 15 %. Полученная оценка относительного периода роста трещины согласуется с представлением о развитии разрушения в вале трансмиссии в области многоцикловой усталости. Более того, отсутствие несплошности в материале гарантирует более продолжительную эксплуатацию вала без возникновения в нем усталостной трещины, чем это имело место в рассматриваемом случае. Поэтому применительно к данной детали не было никаких оснований рекомендовать периодический контроль в эксплуатации с целью выявления трещин в валах. Достаточно было ограничиться рекомендациями по выявлению несплошностей в валах как на стадии их изготовления, так и в процессе ремонта, поскольку рассмотренный вал за время эксплуатации ремонтировали дважды. [c.708]

Применение акустико-эмиссионного метода. В последнее время для обнаружения и оценки параметров трещин все шире применяется явление акустической эмиссии (АЭ) — излучение развивающейся трещиной акустических волн [59]. АЭ сопровождает процесс деформирования материала от стадии переориентации комплексов микродефектов до полного разрушения контролируемой детали. С помощью АЭ можно диагностировать и прогнозировать состояние контролируемого объекта на стадии, когда последний остается еще работоспособным. [c.444]

Большинство лабораторных циклических испытаний проводится в условиях постоянной амплитуды напряжений, в то время как усталостное нагружение в условиях эксплуатации происходит при переменной амплитуде или даже при совершенно случайном нагружении. Стандартные исследования по накоплению повреждений касаются соотношений между долговечностями в условиях постоянной и меняющейся амплитуды. Многочисленные критерии накопления повреждений, предложенные для металлов, отражали попытки связать развитие поврежденности с числом прошедших циклов. Большинство критериев связывает поврежденность с отношением числа циклов пШ, т. е. числа прошедших циклов к ожидаемому числу циклов до разрушения при той же постоянной амплитуде напряжений. Это происходит потому, что в металлах единственным легко обнаруживаемым видом повреждения является изолированная трещина, развивающаяся на последней стадии испытания. [c.352]

Введение параметра поврежденности в уравнения типа (3.1) и (3.28) позволяет определить не только время окончательного разрушения материала, но и остаточный ресурс на разных стадиях эксплуатации. Все изложенные дополнения и выявленное на ряде никелевых сплавов соответствие уравнения типа (3.28) кинетической концепции разрушения тверды х тел представляет, по-существу, расширенное толкование уравнения долговечности типа (3.1). [c.127]

При статическом и квазистатическом малоцикловом разрушениях определенный вклад в общее удлинение образца (особенно если материал имеет большой коэффициент ф) вносит участок окончательного долома, связанный с локализацией пластической деформации в шейке. Измерение поперечным деформометром не позволяет зафиксировать процесс на предельной стадии, что приводит к получению значений пластичности е , меньших е,),, так как последняя характеристика определяется для окончательного разрушения. В то же время при небольших значениях ф, когда осуществляется менее вязкое разрушение, процесс локализации деформаций и долома выражен слабее, так что Еф и Е/ оказываются практически равными. Таким образом, использование зависимости вида (1.1.2) позволяет уменьшить превышение расчетных данных в области высоких значений пластичности и сблизить расчет с экспериментом при малых ф. [c.9]

Рассмотренные закономерности малоциклового и длительного циклического деформирования и разрушения относятся к стадии до момента образования усталостной трещины. Вместе с тем в ряде случаев важным при обеспечении требуемой долговечности является эксплуатация конструкции на стадии распространения малоцикловой трещины. Названные вопросы в настоящее время интенсивно развиваются на основе подходов механики упругопластического разрушения. Переход к расчетам на стадии распространения трещин, внедрение в практику методов оценки выработки ресурса позволят выполнять контроль прочности ответственных конструкций по состоянию в эксплуатации. [c.277]

В настоящее время особенно актуальны вопросы усталости и живучести материалов, предназначенных для Крайнего Севера. При исследовании процессов, происходящих при циклических нагрузках, с точки зрения обеспечения надежности материалов особый интерес представляет последняя стадия усталостного разрушения — стадия распространения трещин. Эти исследования можно проводить только на достаточно массивных образцах. [c.39]

При количественной оценке периодичности структурных изменений I большое значение приобретает выбор интервала исследования. Только при больших контактных давлениях, близких к пределу текучести материала, прослеживая за изменением состояния поверхностного слоя от цикла к циклу, представляется возможным определить период, за время которого материал проходит всю стадию от упрочнения до разрушения ную зависимость от условий трения. [c.49]

Коррозионное воздействие, например со стороны окислительной газовой среды в турбогенераторе или установке для газификации угля, в сочетании с высокой температурой может приводить к преждевременному разрушению конструкций даже при сравнительно низких механических напряжениях. В принципе можно предусмотреть меры против пластической деформации при высоких температурах еще на стадии проектирования, повысив сопротивление ползучести, длительную прочность (время до разрушения) и вязкость разрушения материалов. Однако, к сожалению, современные знания о ползучести и разрушении материалов под напряжением, даже в отсутствие осложняющих факторов, связанных с воздействием внешней среды, являются в лучшем случае качественными [I—7], Известные проявления влияния среды на ползучесть и разрушение материалов под напряжением еще требуют анализа, обобщения и систематизации. [c.9]

Труднее объяснить часто наблюдаемые переходы между поведением I и II типов, вызванные изменениями температуры п приложенных напряжений. Наиболее вероятно, что такие переходы обусловлены многочисленными переменными параметрами, связанными с типом и морфологией оксида, механизмом ползучести и составом сплава. Например, можно ожидать, что толстые окалины, образующиеся при высоких температурах на стойких к окислению сплавах, особенно с высоким содержанием хрома или алюминия, будут повышать сопротивление ползучести на воздухе. Высказывались предположения, что изменение типа поведения с температурой отражает переход от высокотемпературного упрочнения, связанного с окалиной, к отрицательному воздействию адсорбции газов (особенно в вершинах трещин) при более низких температурах [23—27]. В то же время изменения температуры могут оказывать и косвенное влияние, изменяя преобладающий тип ползучести [1—6]. Это может быть причиной и переходов, вызванных изменением уровня проложенных напряжений [1-6]. Действительно, в состоянии очень высокого напряжения может отсутствовать стадия установившейся ползучести и тогда по существу мы наблюдаем влияние среды на режим ускоренной ползучести или на разрушение материала. В связи с этим следует заметить, что, к сожалению, большинство исследований коррозионной ползучести, а также и большинство технических испытаний на ползучесть [1-6] не сопровождаются непрерывной регистрацией деформации при определении времени до разрушения (длительной прочности). [c.41]

Другие методики, получившие в настоящее время широкое признание, состоят в определении Ткр образцов с предварительно нанесенной трещиной или в получении количественных данных о распространении трещины на определенной стадии эксперимента. С точки зрения разработки конструкционных материалов,— это более реалистичные способы описания разрушения, поскольку лишь очень немногие конструкции на практике не имеют царапин, [c.50]

Встречаюи ееся в настоящее время в некоторых работах объединение под термином малоцикловая усталость как квазистатического, так и малоциклового усталостного разрушений, на наш взгляд, не является корректным. Вместе с тем следует иметь в виду и некоторую условность разделения по уровню напряжений, числу циклов до разрушения указанных стадий разрушения, особенно малоциклового и многоциклового усталостного разрушений. [c.35]

Для обоснования условия зарождения микротрещин скола на пределе текучести обычно используют факт наличия микротрещин и микронесплошностей на самых ранних стадиях пластической деформации. В то же время анализ экспериментальных результатов, представленных схематически на рис. 2.6,6, а также проведенные нами исследования [2, 131] (см. также подраздел 2.1.4) показали, что зарождение микротрещин скола, приводящих к хрупкому разрушению, может происходить при напряжениях, существенно превышающих предел текучести. Для того чтобы разрешить это противоречие, ответим на вопрос условие зарождения каких микротрещин должно входить в критерий хрупкого разрушения Как уже обсуждалось, микротрещи- [c.67]

В периоде распространения трешцн (от начала шейкообразования до окончательного разрушения материала) при статическом растяжении также можно выделить ряд стадий. В настоящее время показано, что процесс шейкообразования связан с развитием дисклинационных (поворотных) мод пластической деформации, образованием ячеистой структуры с плотностью дислокаций (3-7) 10 м и зарождением пор на стенках дислокационных ячеек. [c.16]

Докритическая диаграмма разрушения представляет собой характеристику материала данной толщины, оценивающую снособ-ность материала тормозить трещину. Эта диаграмма отражает процесс разрушения, в то время как на обычных диаграммах деформации стадия разрушения отмечается только координатами концевой точки. Этой информации недостаточно для оценки такой важной стадии процесса сопротивления материала воздействию внешней нагрузки, как стадия разрушения. Вместе с тем стадия медленного роста трещины не описывается теориями, рассмотренными ранее ( 3, 7). Остановимся вкратце на существующих теориях докритического роста трещины. [c.244]

Для испытания на ползучесть образец устанавливаит в захваты машины и помещают в печь, где поддерживается постоянная температура. К образцу прикладывается постоянная нагрузка. В течение всего времени испытания замеряется деформация образца вплоть до его полного разрушения По результатам испытаний строится кривая ползучести в координатах суммарная деформация - время , на которой отмечаются участки соответствующие трем стадиям процесса ползучести (рис. 50). [c.100]

Шмитц и Меткалф полагают, что инкубационный период включает постепенную адсорбцию воды и образование поверхностной пленки с концентрацией гидроксилов, достаточной для роста дефекта. Такое объяснение, однако, нельзя считать удовлетворительным, потому что при адсорбции воды на стекле гидратация катионных центров происходит постоянно, так что уже на ранних стадиях гидратации образуются высокощелочные центры. Таким образом, если щелочность считать критерием разрушения, то инкубационный период не должен существовать. На самом деле подвижность пленки адсорбированной влаги со временем увеличивается, и поэтому инкубационный период может представлять собой время, необходимое для образования пленки, способной передавать влагу, участвующую в процессе коррозци под напряжением. [c.106]

Если в уравнении типа (3.8) за верхний предел интегрирования принять величину равномерного деформирования или значение предельно допустимой деформации пред. то можно оценить время начала агонийной стадии разрушения г а или срок безопасной эксплуатации г ред соответственно. [c.119]

Проявление нелинейного, зависящего от времени, поведения многими из композитов, армированных волокнами или частицами, в значительной степени объясняется явлением микрорастрескивания. Предложенные в настоящее время уравнения состояния позволяют учесть разрушение на микроуровне. Однако если говорить о практически применимых надежных инженерных методах оценки и анализа поведения композитов при многоосном напряженном состоянии, то предмет нелинейная вязкоупругость композитов еще находится в самой начальной стадии разработки. [c.217]

На рис. 6.11 схематически показана типичная ситуация для бесконечной пластины со сквозной трещиной. Понятие R можно использовать как меру роста повреждений в композите, связывая податливость или перемещение от раскрытия трещины, распространяющейся нелинейно, с величиной а. Как отмечено в гл. 3, в настоящее время проявляется интерес к применению этого метода для предсказания устойчивого роста повреждений в композитах. Это значит, что увеличение сопротивления разрушению в композите с ростом нагрузки будет аналогичным увеличению сопротивления разрушению пластинок конечной толщины при изменении вида разрушения от плоского к косому. Если -кривая не зависит от о, то рассматриваемый метод не отличается от подхода, использующего концепцию гипотетической трещины. Однако можно предполагать, что это не совсем так, поскольку метод -кривых еще находится в стадии исследования. Возможно, использование подобного метода позволит довольно просто предсказывать развитие поврел<деннй в конструкциях из слоистых композитов. [c.242]

Обычная коррозионная стойкость материала не является показательной в отношении склонности его к коррозионному растрескиванию. Известно, например, что высокопрочные деформируемые сплавы системы А1—Zn—Mg при хорошей общей коррозионной стойкости обладают высокой чувствительностью к КПН, особенно в зоне сварных соединений, что затрудняет их применение [64]. Углеродистые и малолегированные стали весьма стойки к общей коррозии в щелочной среде при повышенных температурах, в то же время они склонны к КПН в этих средах. Наоборот, многие магниевые сплавы, весьма чувствительные к общей коррозии, не проявляют существенной склонности к разрушению типа КПН, то же можно сказать о широко распространенном алюминиевом сплаве АК4 и др. Вместе с тем каверны, язвы и другие коррозионные повреждения, являясь концентраторами напряжений, часто служат очагами коррозионного растрескивания. Если материал склонен и к общей коррозии, и к КПН, трудно разделить эти два процесса как в начальной стадии, так и при развитии разрушения. Так, коррозионное растрескивание титановых сплавов ВТ6, ВТ 14 (термоупрочненного) [c.73]

Начиная с некоторой стадии ползучести, основным механизмом разупрочнения материала становится процесс образования и развития трещин [41]. Время возникновения макротрещин и кинетика их развития, скорость и характер распространения, количество, последовательность возникновения определяются помимо структуры материала уровнем температуры и напряжения. Повышение напряжения уменьшает относительное (как доля от общей долговечности) время жизни образца с трещиной Ттр-Так, относительное время жизни образцов от момента образования трещины протяженностью 0,01 мм до полного разрушения в высокожаропрочном деформируемом никелевом сплаве ЖС6КП при температуре испытания 980°С составляло при напряжениях 0,16, 0,18, 0,19, 0,20, ГН/м 60, 36, 28, 22% соответственно. [c.85]

Рассмотренная теория прочности, исходящая из уравнения (1.48), описывает по существу конечную стадию разрушения, на которой в теле уже возникли трещины, способные привести к хрупкому разрушению. Не менее важными являются, однако, и начальные стадии развития процесса разрушения, на которых происходит зарождение и рост трещин до критических размеров Этот процесс протекает более или менее постепенно и для своего завершения требует определенного времени т. Это время, необходимое для развития процесса разрушения от момента нагрунГения тела до момента его разрыва, называется временной прочностью или долговечностью материала. [c.57]

Однако ситуация может измениться, если рассматриваются реальные сплавы, содержащие упрочняющие частицы. Так, из работы [5] следует, что в серии различно ориентированных монокристаллов аустенитной стали в большинстве случаев наблюдались плоские поверхности разрушения, в то время как условия их образования для монокристаллов ферритной стали оказались более жесткими. Сказанное относится ко второй стадии развития трещин усталости, когда механизм пластичных бороздок является основным механизмом роста трещины, а первая стадия занимает лишь фазу зарождения в общем процессе разрушения. Монокристаллы сплава на никелевой основе, упрочненные у -фазой, проявили склонность к распространению трещины целиком на первой стадии (на цилиндрических образцах при пульсирующем растяжении) [6, 7J. В этом случае механизм понере-менного скольжения при раскрытии трещины вообще не реализовался. [c.147]

Метод акустической эмиссии. Для проведения анализа процессов микротрещинообразования в образцах и изделиях из металлов [14] необходимо применять метод акустической эмиссии, который основан на исследовании акустических параметров (интенсивность акустических импульсов, амплитудный и частотный спектры импульсов и т. д.) при образовании микротрещин под воздействием напряженно-деформированного состояния изделий, конструкций и образцов при приложении нагрузки, уровень которой значительно ниже предельного (разрушающего) значения. Для композиционных материалов метод еще недостаточно изучен [14], однако ему в последнее время уделяется все большее внимание. Значительная эффективность данного метода объясняется тем, что физический процесс микротрещинообразования непосредственно связан с кинетикой разрушения материала как на стадии изготовления, так и эксплуатации. Метод позволяет оценивать состояние изделия в процессе эксплуатации, если наблюдение за режимом трещинообразования в изделии было начато с самого начала эксплуатации изделия. Метод является также эффективным при контроле прочности изделий , который основан на установлении многопараметровой связи акустических параметров микротрещинообразования с прочностью изделия. Метод применяется при контроле изделий из полимерных композиционных материалов в режиме их опрессовки. [c.88]

Задача об определении сопротивления малоцикловому разрушению при температурах более высоких, чем указанные, когда циклические пластические деформации сочетаются с деформациями ползучести, существенно усложняется. В настояш,ее время осуществляются интенсивные экспериментальные исследования уравнений состояния и критериев разрушения при длительном цикличес-ком нагружении в условиях однородных напрян енных состояний при жестком и мягком нагружении. Результаты этих исследований освещены в трудах конференций в Киото (1971), Каунасе (1971), Будапеште (1971), Филадельфии (1973) [1, 3, 6, 7], а также конференций в Лондоне (1963, 1967, 1971), Сан-Франциско (1969), Брайтоне Х1969), Дельфте (1970) и др. Однако несмотря на большой объем экспериментальных работ, пока не удалось разработать общепринятые предложения по кривым длительного циклического деформирования и разрушения это не позволяет перейти к расчетной оценке напряженных и деформированных состояний в элементах конструкций для определения их прочности и долговечности на стадии образования трещин и тем более на стадии их развития. [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...