Критерий образования трещины

В свете накопленных данных возникло предположение [3, 30], что в основе механизма КРН лежит не электрохимическое растворение металла, а ослабление когезионных связей между поверхностными атомами металла вследствие адсорбции компонентов среды. Этот механизм был назван адсорбционным. Так как хемосорбция специфична, разрушающие компоненты среды также обладают специфичностью. С уменьшением поверхностной энергии металла увеличивается тенденция к образованию трещин при растягивающих напряжениях. Следовательно, этот механизм соответствует критерию образования трещин на стекле и других хрупких твердых телах — так называемому критерию Гриффитса, согласно которому энергия деформации напряженного твердого тела должна превышать энергию общей увеличившейся поверхности, образованной зарождающейся трещиной [31 ]. Любая адсорбция, снижающая поверхностную энергию, должна способствовать образованию трещин, однако вода, адсорбированная на стекле, снижает напряжение, необходимое для растрескивания. [c.140]

Собирая вместе члены, указанные под номерами (1) — (6), можно записать критерий образования трещины в виде [c.451]

Если в случае собственно разрушения необходимо указать критерий достижения такого напряженно-деформированного состояния, при котором начинается либо образование трещин, либо разделение тела на части, то в отмеченном выше случае нужно указать критерий, который определял бы наступление такого состояния, при котором начинается интенсивная деформация, например пластическое течение. [c.134]

Критерий прочности по наибольшим нормальным напряжениям не учитывает влияния на момент разрушения двух других главных напряжений. Это его недостаток. Однако для хрупких материалов образование трещин обычно определяется наибольшим растягивающим главным нормальным напряжением в этом случае может быть использована первая теория [c.162]

Сопротивление усталости — свойство материала противостоять процессу постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящему к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Критерием сопротивления усталости является предел ограниченной выносливости — максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, соответствующее задаваемой циклической долговечности. Циклическая долговечность оценивается числом циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения. [c.222]

Изучение механического поведения материалов при циклическом деформировании в условиях нормальных, повышенных и высоких температур в изотермических и неизотермических случаях нагружения. Это направление охватывает сопротивление деформированию и разрушению (по моменту образования трещины) с разработкой критериев накопления квазистатических и усталостных повреждений при однородном напряженном состоянии и уравнений, описывающих закономерности деформирования без учета и с учетом реологических свойств. [c.4]

Предельные числа циклов на стадии образования трещин определяются на основе деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического разрушения (уравнение (1.2.8)) линейным суммированием квазистатических и усталостных повреждений с учетом изменения циклических и односторонне накопленных деформаций по числу циклов и времени, а также изменения во времени располагаемой пластичности материала. [c.44]

Для случая нормальных, повышенных и высоких температур разработаны методы определения повреждений в форме деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического нагружений. При этом усталостные повреждения определяются кинетикой пластических, или необратимых циклических деформаций, а квазистатические, или длительные статические повреждения — накоплением односторонних деформаций (циклическая анизотропия свойств, асимметрия по напряжениям, выдержкам и температурам, ползучесть), причем в обоих случаях учитывается изменение механических свойств во время циклического нагружения. Предложено, экспериментально исследовано и подтверждено условие линейного суммирования усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений на стадии образования трещины. [c.274]

Основные механические закономерности сопротивления материалов малоцикловому и длительному циклическому нагружению, а также деформационно-кинетический критерий малоциклового и длительного циклического разрушения необходимы для решения соответствующих задач определения кинетики деформированных состояний в зонах концентрации и оценки долговечности на стадии образования трещины. Полученные данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению использованы для расчета малоцикловой усталости циклически нагружаемых конструкций. Применительно к сварным трубам большого диаметра магистральных газо- и нефтепроводов, волнистым компенсаторам и металлорукавам на основе их испытаний разработаны и экспериментально обоснованы методы расчета малоцикловой усталости при нормальных и высоких температурах. [c.275]

В настоящее время вопросы термоциклической прочности образуют комплекс теоретических разработок термопластичности, ползучести и релаксации при переменных нагружениях, анализа предельных состояний элементов, оценки их несущей способности и формоизменения, критериев образования и распространения трещин, а также системы методов и средств экспериментального определения полей термоциклических деформаций, распространения трещин, ресурса несущей способности и формоизменения, осуществляемых на объектах в натуре и моделях. [c.3]

Сопротивление образованию и развитию трещин малоциклового нагружения в общем случае зависит от циклических свойств металла, режима нагружения и размеров трещин. В работах [1—4] рассмотрены кинетические особенности процессов упругопластического деформирования и деформационные критерии малоциклового разрушения с учетом циклических свойств в связи с анализом условий образования трещин в зонах концентрации напряжений при комнатной температуре. Условия распространения трещин малоциклового разрушения при комнатной температуре с учетом кинетики пластических деформаций в их вершине изучались в работе [5]. В упомянутых работах показано, что долговечность на стадии образования трещин в зонах концентрации напряжений рассчитывается по величинам амплитуд и односторонне накапливав мых местных деформаций с использованием условия линейного суМ мирования квазистатических и усталостных малоцикловых повреждений. Скорости распространения трещин малоциклового нагружения и долговечность на стадии окончательного разрушения вычис ляются по величинам размахов коэффициентов интенсивности деформаций и предельной пластической деформации в вершине трещины. [c.99]

Приведенные выше данные позволяют описать с использованием деформационных критериев разрушения условия образования трещин малоциклового разрушения в зонах и вне зон концентрации напряжений при температурах, когда имеет место сочетание циклических упругопластических деформаций и деформаций ползучести. [c.114]

Критерием свариваемости считают среднее значение склонности к образованию трещин, определённое -по пяти образцам. Для ответственных конструкций допускается сталь, показавшая при испытаниях склонность к образованию трещин не выше Юф о. [c.291]

Применительно к наиболее ответственным конструкциям (атомные и химические реакторы, сосуды для транспортировки токсичных газов и жидкостей под давлением) выполнение пп. 1—5 осуществляется для стадии образования макротрещин. При этом указанные выше запасы по нагрузкам ид, деформациям 1 и долговечности гея определяются по уравнениям типа (1.3) кривых малоциклового или длительного циклического разрушения, получаемых по критерию образования макротрещин. Однако опыт эксплуатации и испытаний большого числа элементов конструкций при малоцикловом нагружении показывает, что долговечность на стадии развития трещин сопоставима или в 2—5 раз превышает долговечность на стадии образования трещин. Это позволяет за счет уточнения расчетов прочности и ресурса по первой и второй стадии повреждения увеличить срок безопасной эксплуатации конструкций. [c.20]

Анализ напряженных состояний, обоснование прочности и ресурса машин и конструкций при этом включают в себя четыре основные стадии, показанные на рис. 12.2, и предполагают наличие соответствующих уравнений состояния, критериев образования и распространения трещин, универсальных вычислительных программ, ЭВМ надлежащей памяти и быстродействия. При этом [c.254]

Как отмечалось в гл. 1, настоящая монография не затрагивает пока в надлежащем объеме вопросы малоцикловой живучести конструкций на стадии развития в них трещин малоциклового нагружения. Основой расчетов прочности и ресурса злементов конструкций с трещинами являются уравнения и критерии нелинейной механики циклического разрушения. Совместное рассмотрение двух стадий работы элементов конструкций — стадии до образования трещин (что является предметом настоящей монографии) и стадии их развития — должно способствовать обоснованному продлению ресурса безопасной эксплуатации и форсированию режимов работы. [c.269]

Считая разрушением процесс образования новых свободных поверхностей в металле, для описания момента образования трещины можно воспользоваться выведенным нами в разделе 2.5 критерием с той лишь разницей, что в рассматриваемом случае образуется не граница, а свободная поверхность с энергией у [c.79]

Этот критерий свидетельствует о том, что во время пластической деформации в металле образуется трещина, если сумма внешних и внутренних напряжений в металле или в некотором его микрообъеме превышает по величине энергетический барьер, представляющий собой лапласовы напряжения у/г - напряжения сцепления межатомных плоскостей, причем при образовании трещины г = а. [c.79]

Отметим также, что наш критерий разрушения отражает момент образования трещины и в этом его отличие и преимущество по сравнению с перечисленными ранее критериями. После образования трещины процесс ее развития идет обычно в вершинах происходят концентрация растягивающих напряжений Аа и последующий разрыв межатомных связей на границе, согласно критерию (2.42). [c.83]

Количественные имеют численное выражение, связанное с изменением одного из факторов, контролирующих процесс образования трещин. Если при определении показателей сопротивления металла образованию холодных трещин одновременно изменяются несколько активных факторов, а критерий оценки является числовой характеристикой одного из них, то этот способ следует считать полуколичественным. Качественные способы не имеют количественного выражения и по существу служат для отбраковки материала. [c.49]

В соответствии с критерием длительной малоцикловой прочности предельные числа циклов на стадии образования трещины определяются линейным суммированием квазистатических устало- [c.219]

В соответствии с этим можно выделить докритический и закритический интервалы температур отпуска. В первом из них повышение температуры приводит к повышению вероятности околошовного растрескивания. Условия нагрева в этом интервале не влияют на образование трещин — основным критерием является выдержка при заданной температуре отпуска. Так, по данным работы [108], изменение скорости нагрева жестких сварных проб r-Mo-V стали от 30 до 300° 1ч не сказалось сколько-нибудь существенно на растрескивании в околошовной зоне. [c.101]

Образование трещин при высоких температурах в малоуглеродистых и хромомолибденовых швах типа Э-ХМ возможно, как показывает опыт эксплуатации, при наличии в них различного рода дефектов и в первую очередь надрывов в корне шва. В то же время развитие трещин идет относительно медленно и поэтому они обнаруживаются обычно при осмотрах во время капитальных ремонтов. Трещины же в швах типов Э-ХМФ и Э-МФБ даже при сравнительно небольших отклонениях от оптимального режима отпуска (недоотпуске) могут достигать значительного развития, приводя в отдельных случаях к аварийным последствиям. Зародышевые трещины в этих швах могут возникать и непосредственно после сварки в условиях жесткости, при отклонениях от режима подогрева или недоотпуске. Критерием склонности швов к хрупким разрушениям при высоких температурах является величина их длительной пластичности, оцениваемая по результатам испытания образцов на растяжение с постоянной скоростью деформации (и. 14). [c.192]

Таким образом, первая стадия процесса разрушения в условиях однородного напряженного состояния — стадия образования трещины — может быть описана как процесс развитого рассредоточенного трещинообразования, обусловленного структурной неоднородностью и связанной с ней неравномерностью развития деформаций (повреждений) в локальных участках рабочей зоны образца посредством использования энергетического критерия (4.103) с учетом коэффициентов неоднородности деформаций, определяемых экспериментально на основе статистических параметров нормального закона распределения значений микротвердости исходной структуры материала. [c.162]

Величина Yk в общем случае рассматривается как зависящая от размеров трещины и краевых условий. Энергетический критерий образования трещины основывается на рассмотрении баланса изменения энергии dL внешних сил, напряженного состояния и идущей на образование свободной поверхности трещины при ее про-)астании на малую величину д1. Этот баланс записан Е. М. Морозовым в следующей форме [c.35]

Влияние концентрации напряжений на прочность зависит от характера нагружения (статическое — кратковременное или длительное, циклическое). Оно может быть весьма существенно или, в других случаях, незначительно. Следует иметь в виду, что разру-,шению предшествует неупругая деформация, которая приводит к некоторому смягчению концентрации (выравниванию распределения напряжений). Значение имеют также структура материала и локальность зоны повышенных напряжений, определяемая их градиентом. Снижение прочности (по критерию образования трещины) в связи с концентрацией напряжений принято оценивать эффективным коэффициентом концентрации [c.31]

Таким образом, разработанная методика проведения испытаний и обработки данных эксперимента позволяет исследовать процессы накопления усталостных повреждений при сложном программном нагруженирг. Ее применение для исследования процессов накопления повреждений в условиях стресс-коррозии позволит определить критерии образования трещин при нагружении, характерном для эксплуатации, с учетом повреждаемости от коррозионного воздействия различных грунтов. [c.246]

Прочностные критерии оценки поврежденности а) остаточная цикличес сая прочность б) остаточная статическая прочность в) кривая усталости по моменту образования трещины г) кривая усталости по полному периоду развития трещины д) скорость роста трещин на различных стадиях их развития е) линии поврежденности по Френчу, В. С. Ивановой и др. [c.33]

Равенства (7) — (10) выражают напряжения (деформации) в главных осях каждого слоя через результирующее усилие М, воздействующее на слоистый материал. С учетом этих напряжений в критерии разрушения можно оценить прочность каждого слоя материала и определить запасы прочности, соответствующие принятому критерию. Если критерий разрушения ч )ормулируется через максимально допустимые напряжения (деформации), то отрицательный запас прочности некоторого слоя свидетельствует о нарушении сплошности материала и не обязательно соответствует его разрушению. Разрушение определяется предельными напряжениями для слоя. Нарушение сплошности материала связано с образованием трещин в связующем при растяжении слоя в поперечном направлении и приводит к изменению его термомеханических характеристик. [c.86]

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]

Расчетно-экспериментальная оценка малоцикловой дожовечности гофрированной оболочки сильфонного компенсатора. Для оценки малоцикловой долговечности детали необходимо обосновать критерий предельного состояния материала (образования трещины) в опасной зоне конструктивного элемента. [c.162]

Рассмотренные выше подходы к расчетам прочности по критериям сопротивления однократному статическому и циклическому нагружению относились к стадии образования трещин, принимаемой за основную для обеспечения безопасности таких ответственных конструкций, как атомные реакторы. Вместе с тем, учитьшая сложность конструктивных форм реакторов, применяемых технологических процессов, реальные возможности методов и средств дефектоскопического контроля, а также нагруженность несущих узлов, не исключается эксплуатация реакторов с развивающимися в них трещинами. В связи с этим потребовалась разработка вопросов механики хрупкого и циклического разрушения, когда размер и форма дефекта становятся такими расчетными параметрами, как напряжения и деформации. Для реакторов водо-водяного типа расчет прочности и радиационного ресурса по нормам [5, 6] уже отражает наличие исходной макродефектности, резко снижающей сопротивление разрушению при температурах ниже критических. Введение в нормативные расчеты критериев и уравнений механики циклического разрушения является одной из основ- [c.42]

Символ каждого элемента обозначает максимальное содержание его в металле (по техническим условиям или по стандарту) в процентах. Критерием оценки служит предельно допустимое значение Сакв =0,45% (для тонкостенного металла Сэвв = 0,55 %). Еслп углеродный эквивалент больше 0,45 %, то для обеспечения стойкости околошовной зоны против образования трещин и закалочных структур следует применять предварительный подогрев до температуры 100—200 °С и выше. [c.294]

С увеличением температуры воздуха интенсивность сушки возра стает одновременно с этим повышается и коэффициент потенциалопроводности. Последний возрастает с повышением температуры материала сначала медленно, а затем очень быстро. Поэтому критерий Ki с повышением температуры сначала возрастает, а затем уменьшается. Следовательно, особенно благоприятны для образования трещин так называемые средние температуры. Отсюда вытекает, что в первом пе- [c.140]

Критерии работоспособности. 1. Поломка гибкого колеса от образования трещин усталости, появляющихся вдоль впадин зубьев. На рис. 11.35 показаны результаты испытаний передач с диаметром гибкого колеса, равным 100 мм, передаточным отношением 100, частотой вращения генератора волн 960 мин . Колеса выполнены из стали ЗОХГСА, твердостью 32...37 HR g. Параметры колес и зацепления рассчитаны по методике, приведенной ниже. [c.314]

Долговечность материала до образования трещины при термоциклическом нагружении, оцениваемая числом циклов Nf или временем до разрушения (появления трещины) it, является основным критерием сопротивления материала термоциклическому нагружению. Первичной информацией о сопротивлении материалов термо-диклическому нагружению являются кривые термической усталости. [c.130]

При расчетах прочности по местным напряжениям и деформаниям на стадии образования трещин в зонах максимальной локальной нагруженности используют рассмотренные в гл.3.1 и 3.2 критерии разрушения. Зоны максимальной локальной нагруженности, в первую очередь, определяются наличием концентрации напряжений - конструктивной (отверстия, выточки, буртики, резьба, канавки и др.), технологической (сварные швы, поры, включения и др.), [c.165]

На рис. 3.6 показаны построенные по экспериментальным данным кривые, иллюстрирующие для листовой горячекатаной стали 18Сг — 8Ni соотношения между скоростью установившейся ползучести и напряжением напряжением и временем до 5- и 10 %-ной деформации напряжением и временем до начала установившейся ползучести и начала третьей стадии ползучести напряжением образования трещины длиной порядка длины одного кристаллического зерна и напряжением разрушения и соответствующем временем. Необходимо отметить, что кривая начала третьей стадии ползучести на этом рисунке почти параллельна кривой разрушения. Однако при понижении напря.жения отношение времени до образования трещины к общей долговечности уменьшается. Поэтому как и в случае, показанном на рис. 3.6, можно считать, что трещина образуется до начала третьей стадии ползучести и находится в процессе роста из области установившейся ползучести. Одним из критериев для определения зависящего от времени допустимого напряжения St (см. табл. 1.5 или разд. 2.3) согласно Нормам расчета ASME 1592 является величина, соответствующая 80 % напряжения начала третьей стадии ползучести. Из рис. 3.6 ясно, что при напряжениях более низких, чем 100 МН/м , процесс деформации включает и процесс роста трещины при указанном допустимом напряжении. Способ установления допустимых напряжений, при котором в качестве критерия принимают начало третьей стадии ползучести, одинаков со способом, когда в качестве критерия принимают 2/3 напряжения разрушения. Однако, хотя при этом и получают почти одинаковые величины, ограничивающие деформацию, отмеченная аналогия не связана с физическими основами процесса деформации. [c.54]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...