Разрушение от выпучивания

Аналогично, эксперименты на полиэфирной смоле, армированной стальной проволокой, показали [22], что предел текучести композита хорошо согласуется с пределом текучести волокон при растяжении, а предельное напряжение при разрушении хорошо согласуется с предельным разрушающим напряжением волокон. Эти наблюдения были проведены для двух различных типов волокон, у которых предельное растягивающее напряжение различалось более чем в четыре раза. Так как модуль волокон оставался неизменным и матрица во всех случаях была одна и та же, ясно, что эти результаты очень сложно истолковать в рамках теорий разрушения от выпучивания, хотя не ясно также, почему характеристики композита при сжатии должны столь хорошо согласовываться со свойствами волокон на растяжение. [c.456]

Вообще говоря, разумно считать, что теоретические исследования разрушения от выпучивания дают верхний предел свойств композита. Однако этот предел не обязательно будет достигнут, так как при более низких напряжениях могут возникнуть другие микромеханические процессы, например пластическое течение, раздавливание или расщепление волокон, или разрушение поверхности раздела. Если эти процессы возникают при определенной деформации, будет обнаружена справедливость правила смесей для прочности при сжатии. [c.456]

Осадка цилиндрических образцов в осевом направлении позволила дать оценку критерия разрушения пористых брикетов. Эксперименты показали, что в результате действия на торцевые поверхности цилиндрического образца сил трения создается задержка пластического течения материала на них, что приводит к образованию выпуклости боковой поверхности. При этом, чем больше величина сил трения, действующих на границе контакта образца с бойками, и чем значительнее отношение высоты брикета к диаметру, тем больше выпучивание боковой поверхности и выше растягивающие напряжения. Один из наиболее распространенных видов разрушения заготовок при штамповке - появление трещин на боковой поверхности является следствием тангенциальных растягивающих напряжений. На рис. 36 приведены данные, позволяющие оценить зависимость предельной деформации в момент разрушения от соотношения геометрических размеров пористых брикетов, спеченных из алюминиевого порошка. Основным фактором, определяющим разрушение образцов при осадке, является контактное трение. Несколько неожиданным кажется тот факт, что исходная пористость брикета незначительно влияет на величину предельной деформации при разрушении. Объяснение этому может быть дано на основе учета влияния двух противоположных факторов, которые в значительной степени компенсируют друг друга. Так, по мере увеличения исходной пористости образца, снижается способность материала противостоять воздействию тангенциальных растягивающих напряжений, в то же время, при повы- [c.117]

Засыпка создает в ограждающих стенках распирающие усилия. Для предохранения от выпучивания и разрушения стенки связывают анкерами. При кирпичных стенках анкеры устраивают из проволоки диаметром 3—4 мм и закладывают в стены при их кладке через каждый метр по горизонтали и вертикали. [c.292]

Развитие разрушения при усталости происходило за счет последовательного выпучивания соседних слоев волокон, образующего притупленную макротрещину, которая медленно распространялась до достижения в некоторых случаях первоначальной нейтральной оси образца после примерно 10 циклов. Статическая и усталостные прочности были почти прямо пропорциональны объемному содержанию волокон. Оуэну и Моррису удалось нормировать все свои результаты и представить их единой диаграммой. Нормирование было проведено путем построения зависимости статической прочности от объемной доли волокон, а затем определения объемной доли каждого разрушенного при усталости образца. Далее при помощи кривой статическая прочность — объемное содержание для усталостных образцов была [c.385]

Под критическими напряжениями для пластинок понимаются такие напряжения, до которых исходное равновесное состояние является устойчивым. Если выпучивание пластинки как элемента конструкции считается недопустимым, то напряжения от расчетной нагрузки должны составлять известную часть критических. Для пластинок, закрепленных по контуру и подвергающихся действию сжатия или сдвига, потеря устойчивости не связана с разрушением в за критической области (после выпучивания) пластинка может нести возрастающую нагрузку. [c.158]

Поскольку утонение мембраны в процессе выпучивания имеет наибольшую величину в точках, прилежащих к полюсу, то, по-видимому, разрушение произойдет в полюсе. На рис. 7.28, а изображен график изменения толщины мембраны в полюсе от [c.193]

Обсуждение результатов испытаний. Анализ результатов испытаний 150 цилиндрических оболочек средней длины из стеклопластика указывает на существование двух основных факторов, способствующих исчерпанию их несущей способности, — выпучивание стенок и разрушение материала от сдвига. Выпучивание при осевом сжатии наблюдалось у оболочек с тонкими стенками (R/h > 40—50), как правило, оно сопровождалось хлопком. На поверхности оболочек появлялись ромбовидные вмятины и гребни, геометрические размеры которых зависели от значений компонентов тензора упругих постоянных. После снятия нагрузки волны исчезали. Однако в большинстве случаев наблюдались остаточные явления — трещины в окружном направлении и отслоение наружных слоев материала в районе гребней волн. Описываемый характер разрушения имел место у оболочек на связующем ФФ, [c.277]

Поэтому картина распространения усталостной трещины, помимо геометрии образца, зависит еще от схемы приложения нагрузки. Если боковые смещения обусловлены продольным изгибом или, например, выпучиванием тонкой стенки сосуда высокого давления, трещины в тонком сечении могут развиваться быстрее, чем в толстом, несмотря на то, что очаги хрупкого статического разрушения предпочтительнее появляются в толстых изделиях. Рхли боковые смещения ограничить, то трещина будет распространяться медленнее. Подобным же образом статическая вязкость разрушения тонкой пластины существенно растет, если ограничен продольный изгиб (см. гл. V, раздел 4 и [25]). [c.242]

Повреждение герметика в швах. Герметик в швах считается поврежденным, если в них происходит накопление грунта либо камней или значительная фильтрация воды. Скопление несжимаемого материала в шве не позволяет плитам расширяться при повышении температуры. Это может привести к выпучиванию, разрушению или сколам бетона. Гибкий и связанный с кромками плит герметик защищает шов от мусора, не позволяет воде просачиваться внутрь и размывать основание под плитой. Основными типами повреждения герметика в шве являются сдирание герметика, его выдавливание, прорастание сорняка, отвердевание (окисление) герметика, потеря сцепления с краями плиты, отсутствие герметика в шве. При классификации окисления не следует полагаться на внешний вид герметика, необходимо проверить его эластичность. [c.450]

Эти критерии температуры испытаний пластины на выпучивание под действием давления взрывной волны были использованы при построении диаграммы анализа разрушения (рис. 15). Она представляет собой кривую зависимости допустимого номинального напряжения от температуры. Доказано, что температура FTE соответствует температуре остановки трещины при низких напряжениях, и кривая остановки трещины, проходящая через точку с температурой FTE, должна устремляться к участкам диаграммы с более высокими температурами и напряжением, окончательно достигая точки FTP. Используя испытания по Робертсону, можно определить эту кривую экспериментально. [c.231]

Как видно из рис. 1а, направленное к центру радиальное движение оболочек кругового поперечного сечения может сопровождаться выпучиванием, если начальные скорости достаточно велики для того, чтобы возникла не слишком малая— порядка 10%—постоянная деформация. Как было показано в работах [1, 2], выпучивание такого типа связано с наличием несовершенств формы оболочки в течение радиального движения оболочки в направлении к центру амплитуда этих несовершенств возрастает во времени по экспоненциальному закону. Как показано на рис. 16, возникающее в процессе разрушения окружное сжимающее напряжение приводит к росту амплитуд несовершенств формы отставшие от среднего движения частицы отбрасываются еще [c.51]

Из уравнения (19) ясно, каким должен быть характер движения в процессе выпучивания. При отрицательных значениях коэффициента при fn решения определяются гиперболическими функциями, и величина fn возрастает с течением времени по экспоненциальному закону. Задав начальные значения р и у равными единице и заметив, что в начале движения а = 1, убедимся, что формы выпучивания при л2<5 вначале являются неустойчивыми. По мере развития процесса разрушения оболочки происходит уменьшение величины параметра а, поэтому в какой-то момент коэффициент при fn становится положительным и первоначально неустойчивые формы выпучивания становятся устойчивыми, т. е. движение по этим формам приобретает колебательный характер. Однако если в процессе разрушения параметр а уменьшается, то величина у, вообще говоря, увеличивается, а р уменьшается. Таким образом, степень нарастания выпучивания за период неустойчивости зависит не только от скорости разрушения, но и от формы кривой напряжение—деформация. [c.56]

Напряжение P/F, полученное из диаграммы типа приведенной на рис. 10.8, следует рассматривать как максимальное напряжение а ,ах стержня. При этом напряжении стержень выходит из строя в результате либо непосредственного разрушения материала, либо выпучивания что именно происходит — зависит от значения гибкости. Допускаемое рабочее напряжение Оц для сжатия следует брать в виде где п — коэффициент запаса прочности. Выбор ве- [c.401]

Как показали результаты исследований, с увеличением нагрузки при постоянном расходе воздуха максимальный прогиб диафрагмы (стрела прогиба Шо) уменьшается, а радиус го, соответствующий этому максимальному прогибу, увеличивается (рис. 22), и при некоторой нагрузке он может стать равным радиусу внешней заделки. При этом наблюдается значительное выпучивание диафрагмы на участке от Го до гг, и при дальнейшем увеличении нагрузки и расхода воздуха диафрагма разрушается. Разрушение диафрагмы всегда происходит в месте ее внутренней заделки (рис. 23). С увеличением расхода воздуха при постоянной нагрузке стрела прогиба увеличивается, а радиус го незначительно уменьшается. При этом на участке от радиуса внутренней заделки диафрагмы до радиуса гг наблюдается [c.51]

Известны случаи термического выпучивания, сопровождающегося разрушением тонкостенных цилиндрических оболочек, усиленных в окружном направлении кольцами, жесткими на изгиб в своей плоскости. Если при нагружении внешним давлением оболочка работает в неравномерном тепловом поле с перепадом температур в радиальном направлении, то сжимающие напряжения в отдельных участках колец от действия избыточного давления и неравномерного нагрева могут складываться, и при недостаточно высоких местных критических напряжениях может произойти выпучивание, сопровождающееся значительной потерей несущей способности конструкции. Величина разрушающего давления в этом случае будет значительно меньше, чем при отсутствии температурного поля [13]. [c.214]

МПа) и срез армирующих волокон под углом 45° без местного выпучивания арматуры (материалы с жесткой матрицей, > 2000 МПа). Материалы, армированные под углом к продольной оси образца, разрушаются от сдвига без смятия по торцам всю сдвигающую нагрузку при этом воспринимает матрица. Перечисленные основные виды разрушения могут сопровождаться рядом других явлений неупругим и нелинейным поведением армирующих волокон и матрицы, расслоением, поверхностным отслоением, общей потерей устойчивости, смятием по торцам, скалыванием по слою. Различное сочетание всех этих явлений может затруднить определение вида разрушения. [c.197]

Поэтому чувствительность металла к концентрации напряжений требует изучения. В специальной литературе ограничиваются обычно рассмотрением концентрации напряжений в упругой области применительно к работе под повторными и вибрационными нагрузками. О концентрации напряжений в пластической области при статическом нагружении до разрушения сведений крайне мало. По нашему мнению, оценка чувствительности металла к концентрации напряжений должна исходить из представления, что разрушающий уровень напряжений в концентраторе достигается в результате пластической деформации. Такой подход позволяет количественно выразить чувствительность к концентрации напряжений в зависимости от параметров деформационной характеристики металла и соотношения 01 и 02 двухосного растяжения [8]. Для этого достаточно данных, получаемых при испытании плоского образца методом гидростатического выпучивания. [c.29]

Основная трудность испытаний на сжатие состоит в создании однородного напряженного состояния по всей высоте рабочей части образца и точном установлении вида разрушения. С ростом степени анизотропии, т. е. при переходе к высокомодульным материалам, эти трудности увеличиваются. При определении прочности при сжатии могут наблюдаться принципиально разные формы исчерпания несущей способности. Разрушение образца под действием нагрузки, приложенной по его торцам, может произойти от сжатия и от потери устойчивости . Причем потеря устойчивости может произойти в результате местной или общей потери устойчивости армирующих волокон вследствие слабого сопротивления материала сдвигу (особенно при нагружении перпендикулярно слоям арматуры) и вследствие выпучивания слоев арматуры, лежащих у наружных боковых поверхностей образца. Это надо иметь в виду при оценке прочности при сжатии (по формулам предыдущей главы) как отношения разрушающей нагрузки к площади поперечного сечения в месте разрушения. Указанные особенности разрушения армированных пластиков при сжатии должны быть учтены как при выборе размеров образца, [c.92]

Несущая способность центрально-сжатых элементов исчерпывается при критических напряжениях, меньших, чем предел текучести. Это объясняется тем, что цент-рально-сжатые элементы теряют эксплуатационные качества не от разрушения сечения, а от потери устойчивости (выпучивания) стержня, поэтому центрально-сжатые стержни рассчитывают на устойчивость с учетом [c.33]

С увеличением его высоты Л. Однако имеется предел такого увеличения. Когда сечение становится очень узким, то возникает вопрос об устойчивости балки. Разрушение балки очень узкого прямоугольного сечения может произойти не от преодоления сопротивления материала, а от бокового выпучивания (см. том II). [c.94]

Разрушение покрытия, вызванное пластическими деформациями в металле, имеет вид скола, трещины, выпучивания, чешуйчатого отслоения и т. п. В зависимости от пары эмаль — сталь наблюдается либо повышение, либо понижение предела упругости эмалированного металла против его значения для неэмалированной стали, что объясняется упрочнением или разупрочнением стали в процессе эмалирования. [c.92]

Хотя для материалов с высокими характеристиками исследовался случай сжимающего нагружения, для материалов, рассмотренных в данной главе, это, по-видимому, не было сделано. Возможно, это вызвано относительно низкими модулями рассмотренных материалов, что приводит к разрушению от выпучивания, если конструкции или элементы подвергаются значительным сжимающим нагрузкам. Несмотря на это, автор данной главы подвергал лабораторные образцы чистому сжатию и наблюдал развитие повреждений. Они возникали при больших напряжениях, чем в случае растягивающей нагрузки, согласно исследованиям, представленным в разд. II. Влияние температуры отвержде- [c.359]

Результаты, приведенные в табл. 4.1, показывают, что кажущаяся межслойная сдвиговая прочность зависит от геометрии образца. Отметим, что 16ч лойный образец при трехточечном изгибе, согласно расчету по уравнению (1), имеет наивысшую прочность он не подвергается межслойному разрушению. Микрофотография, приведенная на рис. 4.5, показывает разрушение от локального выпучивания вблизи зоны действия нагружающего наконечника. Микрофотографии такого же рода для 50-слойного образца при трехто- [c.199]

От выпучивания и разрушения все плоские стенки топки предохраняются тем или иньш способом боковые листы, шуровочный лист и нижняя часть решетки (топка без камеры догорания) укрепляются боковыми (или распорным ) связями, потолок топки—анкерными болтами. Радиальный потолок топки укрепляется аш<ерными болтами, так же, как и плоский. В расчете радиального потолка па прочность влиянием выпуклости пренебрегают и рассчитывают его как плоскую стенку. В реальных условиях работы выпуклость потолка будет обусловливать только большую надежность его работы. [c.74]

Разрушение композита при сжатии, если исключить возможность потери устойчивости, происходит или от исчерпания прочности, или от местной потери устойчивости армирующих волокон. Интенсивные исследования разрушения волокнистых композитов вследствие выпучивания волокон выполнены Розеном [4], Шурчем [5] и проводятся в настоящее время Грещуком [6] ), Кулкарпи с сотр. [7] и Дэвисом [8]. Было обнаружено, что композитные системы из строго параллельных волокон большого диаметра, например волокон бора, разрушаются пз-за сдвиговой мнкронеустойчивости композита на уровне армирующих элементов. [c.41]

В этом параграфе рассматривается (как наиболее вероятный для ряда случаев) другой механизм разрушения при сжатии, основанный на развитии цилиндрических микротрещин на границе между волокном и матрицей. Источниками таких микротрещин являются обрывы волокон, а также места слабой адгезии технологического или эксплуатационного происхождения (начальные микротрещины). Развитие цилиндрических микротрещин приводит к локальному выпучиванию волокон на свободных боковых поверхностях образца. В зависимости от отношения длины выпученной зоны к длине всего образца это вьшучивание может привести или непосредственно к расслаиванию всего образца, или же может служить источником распространения трещиноподобной области, наклоненной к оси образца и аналогичной трещинам скольжения 62] в сжатых горных породах. На фронте такой трещины скольжения волокно подвергается (наименее благоприятным для него) большим деформациям изгиба. [c.90]

Результаты расчета процесса деформирования панели без учета разрушения приведены на рис. 23—25 (для момента времени t = 5 мкс) и рис. 26—28 (для i = 13 мкс). На рис. 23, 26 показаны изолинии компонент напряжений в связующем Oz°, (й, б, в) и распределение напряжений а/ (г) в волокнистой ткани композиционного материала в сечении панели. Для каждой компоненты напряжений указаны диапазоны изменения значений в данный момент времени. Цифры на изолиниях от 1 до 9 соответствуют следующим уровням напряжений —10, 10, —100, 100, —200, 200, —300, 300, —500 МПа. Как видно на рис. 23, ударная волна объемного сжатия отразилась от границы НМ и вызвала интенсивную волну растяжения в продольном и поперечном направлениях в прилегающих к границе слоях КМ. В центре сечения имеет изолинии с номерами 4 и 6, что соответствует уровням напряжений 100 и 200 МПа, напряжение имеет изолинии 4, 6, 8, что соответствует значениям 100, 200, 300 МПа (см. рис. 23). Данные значения напряжений существенно превышают предел прочности связующего, поэтому в указанных зонах следует ожидать интенсивного разрушения связующего. Напряжения в волокнах также превышают предельные значения на растяжение, но в другой области сечения панели. Это свидетельствует о том, что разрушение в КМ может носить очень сложный характер. В момент времени = 5 мкс отчетливо прослеживается разнонаправленность горизонтальных скоростей в соседних слоях левой и правой частей сечения панели (см. рис. 24), что говорит о возможности разрушения путем расслоения из-за больших сдвиговых деформаций. Заметное выпучивание тыльного слоя низкомодульного материала над зоной локального нагружения (см. рис. 26) свидетельствует о существенных растягивающих деформациях вдоль оси г, что может приводить к разрушению путем откола элементов тыльной части панели. [c.157]

При быстром разрушении цилиндрических оболочек со-. противление выпучиванию должно вначале создаваться за счет моментов, обусловленных упрочнением и влиянием скорости деформирования. Дело в том, что осевое течение, необходимое для появления моментов направления, может возникать лишь после прихода волн разгрузки от концов оболочки. Так как в процессе разрушения толщина оболочки возрастает и, следовательно, оболочка становится более ус-. тойчивой, то основная часть выпучивания происходит на первоначальной стадии процесса разрушения. Поэтому во многих задачах влияние моментов направления может быть несущественным. Кроме того, увеличение сопротивления изгибу [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...