Разрушение множественное

Возникновение нескольких дислокационных трещин при упругопластическом разрушении можно сопоставить с растрескиванием материала при потере им устойчивости вследствие сжатия происходит множественное ветвление трещин. Поэтому на этапе упругопластического разрушения возможна регистрация сигналов дискретного [c.168]

Важным обстоятельством явилось выявление в каждом из сечений у обоих дисков участка вскрывшейся усталостной трещины. Он был расположен у отверстия под болт аналогично участкам, расположенным в сечениях первоначально длительно развивавшихся трещин. Это свидетельствовало о множественном характере появления усталостных трещин в отверстиях под болты у обоих разрушившихся дисков. Поверхности изломов на этих начальных участках также окислены до золотисто-серого цвета, характер развития трещин внутризеренный, а граница полуэллиптической формы с зоной долома четкая, что характерно для ситуации, когда предельное состояние с развившейся трещиной было достигнуто при резком возрастании нагрузки в момент окончательного разрушения диска. Размеры основных усталостных трещин в дисках Р-1 и Р-2 были соответственно по поверхности 2с = 6,5 мм и 2с = 1,2 мм, а в глубину а = 3,0 мм и а = 0,3 мм. [c.545]

A. Одна из фаз хрупкая. Единичное и множественное разрушения. ................................................... 442 [c.440]

Рис. 1. Иллюстрация различий между (а) единичным и (6) множественным разрушением.

Как отмечено выше, более пластичной фазой может оказаться как волокно, так и матрица. Если волокно более хрупко, то переход от единичного разрушения волокон к множественному произойдет при условии [c.443]

Из рис. 2, а можно видеть, что композиты с пластичной матрицей, которые представляют интерес для конструкторов (высокая доля волокон, и следовательно, высокая прочность), разрушаются вследствие единичного разрыва, в то время как композиты, испытывающие множественное разрушение, оказываются слабее неупрочненной матрицы. Обратная картина наблюдается у композита, матрица которого является более хрупкой фазой (например, армированная углеродными волокнами керамика или [c.444]

Рис. 4. Характерная кривая напряжение — деформация для композита, обнаруживающего множественное разрушение.

Изложенный выше простой подход к описанию процесса множественного растрескивания не принимает во внимание способ образования трещин в матрице. Однако некоторые авторы как экспериментально, так и теоретически [7, 16] изучали и микромеханику процесса разрушения. В работе [16] исследована композитная система из эпоксидной смолы, армированной стальной проволокой. При комнатной температуре смола более пластична, чем сталь, поэтому во всех случаях наблюдалось единичное разрушение. [c.448]

При низких температурах, однако, смола становилась существенно более хрупкой, и до разрушения проволоки наблюдалось множественное разрушение матрицы. В зависимости от объемной доли и радиуса волокон исследовали справедливость уравнения [c.448]

Предотвращение множественного разрушения при малых размерах волокон наблюдалось на ряде различных композитных си- [c.452]

Рис. 8. Предотвращение множественного разрушения в армированном стеклом цементе изменение свойств композита в зависимости от объемного содержания стекла [8].

Отметим, наконец, что все указанные источники увеличения работы разрушения возникают после достижения в композите предельного растягивающего напряжения, и по этой причине поль-зу от них для создания надежных конструкций следует оценивать с осторожностью. Это отличает рассмотренные процессы от рассеяния энергии, происходящего при множественном разрушении, когда, как уже упоминалось выше, рассеяние энергии происходит в условиях роста нагрузки. [c.473]

При замедленном разрушении могут наблюдаться как множественные, так и единичные трещины. Так, в сварных соединениях титановых сплавов [59] при ЗР количество возникающих трещин уменьшалось с повышением содержания водорода, одновременно повышалась скорость их развития. Наоборот, при уменьшении содержания водорода и при переходе на другой, более пластичный сплав разрушение происходило сравнительно медленно и главным образом в результате образования новых трещин. В сопоставимых условиях нагружения (в частности, по величине статического напряжения) трещины при ЗР имеют менее разветвленный характер, чем при коррозионном растрескивании (рис. 34). Несмотря на общую тенденцию к переходу от внутризеренного к межзеренному разрушению при уменьшении скорости нагружения (деформирования), трещины ЗР во многих материалах не обязательно проходят по границам зерен. [c.57]

В эксплуатации разрушались болты из стали ЗОХГСА. Разрушение в трех случаях проходило по впадинам резьбы и в двух — по переходу от конусной части к цилиндрической по гру бым рискам от резца. Было установлено низкое качество вы полнения резьбы аварийных болтов надиры, риски, надрывы По этим дефектам наблюдалось множественное растрескивание В зоне ЗР излом имел хрупкий характер, в зоне долома наблю дались скосы с шероховатой поверхностью. В ряде случаев на поверхности излома наблюдались поперечные надрывы. Газовый анализ показал по-вышенное содержание кислорода (7,5— 8,0 см /100 г) и водорода (14,6—15,2 см /100 г) по сравнению с болтами неаварийной плавки (кислород 6,2 см ЮО г, водород 9,24 см ЮО г). Ударная вязкость образцов аварийной плавки была на 26% ниже повторная термическая обработка повысила работу разрушения при статическом и ударном изгибе в среднем на 50 7о- Причиной разрушения болтов явилось некачественное выполнение механической обработки, наличие надиров и острых надрезов в сочетании с повышенной склонностью к хрупкому разрушению материала (высокое содержание водорода). [c.69]

Разрушение емкости из титанового сплава 0Т4-1, работаю-И1,ей под давлением при температуре около 235" С, произошло вследствие проникновения по границам зерен кадмия, попавшего из легкоплавкого кадмиевого припоя. Вокруг имевшихся па поверхности емкости капель наблюдалось множественное растрескивание материала разрушение проходило по границам [c.81]

На изломах длительного статического нагружения фокус разрушения выявляется с трудом из-за того, что зернистое строение излома макроскопически однородно, рубцы , указывающие направление развития разрушения, как правило, отсутствуют (см. рис. 62) или имеют очень нечеткие очертания. Отсутствие рубцов связано в основном с множественностью очагов, первичных и дополнительных вторичные очаги могут возникать не только у поверхности, но и как результат внутреннего растрескивания. Установлению месторасположения первичного очага во многих случаях помогает его большая по сравнению с другими участками излома окисленность. В деформируемых сплавах, в которых четко проявляется зернистость излома, очаги определяют по наличию чисто межзеренного разрушения. Вместе с тем следует иметь в виду, что в материале с разнозернистой структурой разрушение может начаться как внутрикристаллический скол в крупном зерне, при этом часто отмечается пониженная долговечность . [c.91]

Очертания начальной зоны излома связаны с действующими напряжениями и долговечностью при малых напряжениях эта зона в виде почти сплошной каемки примыкает к поверхности (из-за множественного последовательного образования фокусов разрушения у поверхности), с увеличением напряжения она начинает приобретать форму языка, вытянутого к центру сечения. [c.91]

Возможно, причина этого заключается в образовании вначале множественных дефектов, на страгивание которых затрачивается большая энергия, прежде чем разрушение пойдет по единой магистральной трещине. [c.131]

Обычно, чем крупнее размер зерна, в котором образовался первичный очаг, тем больше его протяженность и тем сильнее снижается долговечность. Положительное влияние мелкозернистого поверхностного слоя на выносливость при комнатной температуре связано, очевидно, с тем, что очаг разрушения возникает на поверхности образца и представляет собой внутрикристаллический скол. При таких обстоятельствах уменьшение размера зерна играет положительную роль. При высокой температуре снижение верхнего уровня долговечности в образцах с мелкозернистым слоем связано с более интенсивным окислением и возникновением множественных дополнительных трещин по границам зерен (рис. 126). [c.155]

Весьма полезным, особенно при множественных разрушениях детали, является составление схем разрушения. Для этого куски детали собирают на кальке, очерчивают их контур и стрелками наносят направление разрушения в каждом локальном участке. При этом учитывают как характер изломов, так и деформацию вблизи поверхности излома. Такие схемы составлялись, например, при разрушении таких крупных конструкций, как крыло самолета. Установлению направления разрушения помогает характер макроскопических усталостных линий (выпуклые от очага), шевроны при однократном разрушении (центр сходимости показывает на очаг), расположение рубцов, складок и т. д. [c.174]

Поскольку JV представляет собой объем тела, растворяющийся с единицы поверхности за единицу времени, а коэффициент а = ]/и где V — активационный объем дислокаций при пла-. стическом течении, по существу численно может быть охарактеризован как максимально возможная динамическая плотность дислокаций (т. е. плотность их в момент течения), то выражение (211) формально можно интерпретировать следующим образом. Дополнительный поток дислокаций при хемомеханическом эффекте образуется в результате насыщения дислокациями поверхностного слоя до максимально возможной динамической плотности, а затем стравливания этого слоя со скоростью химического растворения. Насыщение дислокациями растворяющегося слоя возможно ввиду несравнимых величин скоростей размножения и движения дислокаций, с одной стороны, и растворения тела с другой стороны. Так, при обычных значениях скоростей коррозии стравливание одного моноатомного слоя занимает секунды и более секунды, а дислокационные процессы совершаются с околозвуковыми скоростями. Образование поверхностных источников дислокаций в процессе реализации хемомеханического эффекта приводит к быстрому насыщению поверхностного слоя дислокациями, что создает условия для множественного скольжения (в том числе поперечного скольжения дислокаций) и, следовательно, для разрушения ранее сформировавшихся плоских скоплений, т. е. для релаксации микронапряжений и разупрочнения. [c.126]

Процесс малоциклового усталостщ)го разрушения ОЦК металлов может быть подразделен на три этапа множественное зарождение микротрещин на самых ранних стадиях циклического упругопластического деформирования, стабильное подрастание микротрещин за счет эмиссии и стока дислокаций в их вершины и, наконец, нестабильное развитие микротрещин до ближайших эффективных барьеров, которыми могут являться микронапряжения или границы деформационной субструктуры. Исходя из указанной схематизации усталостного разрушения ясно, что долговечность до зарождения макроразрушения определяется двумя параметрами НДС неупругой деформацией (точнее, размахом неупругой деформации в цикле) и максимальными напряжениями в цикле. Первый параметр определяет скорость стабильного роста микротрещины, а второй — ее критическую длину. [c.148]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

Рассмотренные выше ситуации иллюстрируют логику последовательного уточнения периодичности эксплуатационного контроля лопаток по мере поступления информации об инцидентах, вызванных разрушениями лопаток по различным причинам. Вместе с тем наиболее распространенная ситуация в оценке длительности роста трещин связана с проведением экспертных оценок момента, а следовательно, и причины повреждения лопатки. Вопрос о попадании постороннего предмета в тракт двигателя или иного повреждения лопатки, что могло вызвать возникновение усталостной трещины, не является очевидным. Наиболее типична такая неопределенность в ситуациях — при незначительном повреждении лопатки, деформации ее пера, которое отсутствует, затертости очага разрушения или при множественном разрушении лопаток по нескольким ступеням компрессора. [c.601]

Хотя наибольший практический интерес представляют композиты с множественной ориентацией упрочнителя, основные закономерности поведения композитов исследовали, как правило, для случая направленного расположения упрочнителя. Работ, посвященных изучению характеристик вязкости разрушения композитов, армированных в нескольких направлениях, крайне мало. Как указывалось выше, было установлено, что вязкость разрушения при распространении трещины перпендикулярно волокнам много больше, чем при распространении вдоль волокон. Кроме того, зависимость вязкости разрушения от объемной доли волокон оказалась линейной. Согласно последней работе Олстера и Вудбери [33], которая была выполнена на композитах с эпоксидной мат- [c.293]

В таком случае будем говорить, что материал испытывает единичное разрушение, так как зона разрушения ограничена единственной областью, непосредственно примыкающей к зоне первого разрушения. Однако, если фаза 1 достаточно прочная или ее содержание в материале достаточно велико, композит не будет полностью разрушен, а будет продолжать нести растущую нагрузку до разрушающего напряжения ОуУх- В течение этого последующего нагружения более хрупкая фаза будет продолжать разрушаться на все более мелкие части. Это явление называется множественным разрушением. [c.443]

Характерная кривая напряжение — деформация при множественном разрушении имеет более сложный вид (рис. 4). Начальный модуль, совпадающий со случаем единичного разрушения Ес = EfVf 4- EmVm, уменьшается до величины EfVf или E Vm в зависимости от того, какая фаза перешла в пластическое состояние матрица или волокно. При достижении деформации разрушения более хрупкой фазы последняя разрушается, что не вызывает,. [c.446]

Торможение трещин матрицей увеличивает диапазон нагрузок, Б котором наблюдается устойчивый рост трещин, поскольку увеличивается вязкость разрушения. Купер и Келли [14] предлагают ослаблять связь между волокнами и матрицей настолько, чтобы волокна выдергивались или начинали выдергиваться, а не разрушались в плоскости распространения трещин в матрице. Такое управление прочностью поверхности раздела волокно — матрица для придания псевдопла-стического характера процессу разрушения особенно важно при армировании короткими волокнами, а в случае армирования длинными волокнами при уровнях напряжений ниже разрушающих, но достаточно высоких, чтобы вызвать множественные разрывы (дробление армирующих волокон). [c.20]

В емкости из "титанового сплава BTI4 обнаружено множественное разрушение (рис. 41) после ее транспортировки в контейнере и выдержки в течение длительного времени. Разрушение начиналось от сварных точек (рис. 41,а и б), имело хрупкий характер, на поверхности излома наблюдались следы постепенного развития трещины в виде шевронов. Разрушение могло быть усталостным под действием вибрационных нагрузок при транспортировке в контейнере. Микрофрактографический анализ с помощью оптического микроскопа показал сглаженный рельеф в виде плато вытянутой формы, похожий на усталостный. На электронных фрактограммах усталостных признаков обнаружено не было. На поверхности излома наблюдались хрупкие фасетки, присущие замедленному разрушению (рис. 41, в). На основании исследования сделан вывод о том, что замедленное разрушение произошло при вылел<ивании изделия. Замедленному разрушению способствовала система установки емкости в контейнере, при которой она касалась ложемента не по всей плоскости, а в нескольких участках, что вызвало действие изгибающих напряжений. [c.66]

Изломы образцов и деталей, разрушившихся под действием коррозии и напряжений, имеют, как правило, многоочаговый характер. Этому способствует то, что очагами коррозионного растрескивания весьма часто являются множественные поверхностные коррозионные повреждения. Однако разрушение КПН не всегда связано с общей коррозией материала, но и в этих случаях множественность очагов разрушения в большинстве случаев сохраняется. Изломы обычно сильно шероховатые, с наличием дополнительных трещин, выходящих на поверхность разрушения эти особенности связаны с ветвлением трещин КПН. [c.76]

Судя по кинетическим кривым /тр(т) на рис. 59 и наблюдениям за поверхностью образцов в процессе испытания, в деформируемых никельхромовых сплавах на гладких образцах при относительно невысоких напряжениях кинетику трещин можно представить следующим образом вначале медленный рост одной (или небольшого количества) первичной трещины (стадия /), затем множественное образование новых трещин и вследствие этого замедление роста каждой отдельной трещины (стадия II), заключительная стадия — быстрое развитие одной или нескольких трещин до полного разрушения (стадия III). При повышении напряжения сокращается во времени или вовсе исчезает вторая стадия, при уменьшении напряжения, наоборот, она сильно растягивается . Необходимо отметить, что большое количество трещин может возникнуть и при действии высоких напряжений, однако в последнем случае они образуются практически одновременно, а не последовательно, что при анализе излома и трещиноватости поверхности детали (образца) определяется по степени их развития. [c.86]

Кинетика развития трещин в литейных высокожаропрочных никелевых сплавах несколько отличается от кинетики деформированных сплавов обычно не образуются и не развиваются макроскопические трещины. Методом электронно-микроскопической авторадиографии было показано , что на стадии, близкой к разрушению, в литейных высокожаропрочных сплавах происходит множественное повреждение границ зерен, выражаемое в увеличении диффузионной ширины границ зерен. Рост плотности дислокаций в материале образца с увеличением времени нагружения также имеет общеобъемный характер. Однако при появлении макроскопической трещины вне зоны образования трещины скорость роста плотности дислокаций уменьшается [68], что является, по-видимому, следствием локализации пластической деформации на некоторых ослабленных участках материала. Можно предположить, что в литых сплавах большая локализация пластической деформации приводит к большой ло- [c.86]

Разрушение заклепок из сплава В94, работавших в основном в среде морского воздуха, можно отнести к коррозионно-устало-стному с преобладающим влиянием коррозии. Отмечались множественный характер трещин, целиком прошедших по границам зерен, зернистое строение излома, наличие продуктов коррозии на изломах в виде темных налетов. Влияние повторных нагрузок на разрушение выявилось методом оптической фрактографии по наличию микроусталостных полосок, которые располагались на поверхностях границ зерен (рис. 107). [c.134]

Усталостная зона изломов имеет грубо складчатую, сильно шероховатую поверхность, состоящую из пересекающихся под разными углами, наклонных по отношению к направлению главных растягивающих напряжений, площадок (рис. 117,а). Такое строение наблюдается как непосредственно в очаге, так и в зоне развития усталостной трещины. С уменьшением уровня напряжения уменьшается количество наклонных площадок в очаге, излом часто приобретает вид косого излома на рис. 117,6 показана траектория усталостной трещины при 20°С. На наклонных площадках регулярно расположены борозды, гребни, ступени, образующиеся по множественным полосам и плоскостям скольжения. В ряде случаев у одного из краев наклонных площадок располагается небольшой гладкий участок (или несколько таких участков) —локальный фокус разрушения. На площадках, представляющих собой очаг излома и расположенных в большинстве случаев у поверхности образца (детали), гладкий начальный участок разрушения Рыражен наиболее четко. [c.147]

Микрофрактографическое исследование при увеличениях оптического и электронного микроскопов показывает, что в фокусе высокотемпературного излома, если очаг имеет форму глазка, строение нетипично для усталостного разрушения. Это, как правило, ямочный рельеф с наличием очень нечетких усталостных полосок на перемычках и гладкие площадки со следами множественных сдвигов (рис. 122). [c.152]

Микроусталостные полоски на электронных фрактограммах зоны глазка и ускоренного развития разрушения выявляются в виде множественных сдвигов (см. рис. 123). Микроусталостные полоски треугольного или трапецеидального профиля, являющиеся характерным микрофрактографическим признаком разрушения от повторных нагрузок в конструкционных материалах, на изломах литых высокожаропрочных сплавов, если и наблюдаются, то лишь в пределах очень малых зон (рис. 124). [c.153]

Для разрушения при термической усталости характерно множественное возникновение трещин, что объясняется локальностью действия термических напряжений и, главное, относительно быстрой их релаксацией. Если при механическом нагружении заданным усилием с ростом трещины возрастает напряжение и процесс развития разрушения ускоряется, то при термических напряжениях наличие даже больших перемещений приводит к снижению напряжений и к прекращению распространения трещины, которая лишь в редких случаях успевает пройти через все сечение. При повторном термическом воздейст-вин наибольшие напряжения возникают в других местах, что приводит к образованию новых трещин. При дальнейших испытаниях или эксплуатации, как правило, интенсивно развиваются лишь одна или две трещины, остальные растут очень медленно. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...