Энергия затраченная на продвижение трещины

Развитие разрушения следует схеме Гриффитса, когда приращение длины де( кта сопровождается освобождением такого количества энергии, которое превосходит затраты энергии на продвижение трещины. Соответствующий подход к оценке сопротивляемости хрупким разрушениям высокопрочных металлов развивается [c.146]

При продвижении трещины имеют место два процесса высвобождение упругой энергии V, запасенной системой, и затрата энергии V на образование новых поверхностей растущей трещины. Из сопоставления высвобождающейся упругой энергии и поверхностной энергии Гриффитс вывел уравнение энергетического баланса нестабильного роста трещины. [c.73]

Очевидно, что движение дислокаций с к вершине трещины и отталкивание противоположных концов петель дислокаций с от вершины требует затраты некоторой части общей энергии разрушения (Фридель обозначает эту часть как уО- Помимо этого, дополнительная энергия у/ должна быть израсходована на продвижение трещины мимо притягивающих участков петель дислокаций. Если трещина пересекает винтовые компоненты [c.177]

При продвижении трещины имеют место два процесса высвобождение упругой энергии V, запасенной системой и затрата [c.98]

Самопроизвольное разрушение будет иметь место в том случае, если О достигнет значения 0 характеризующего критическое сопротивление продвижению трещины. Критерием разрушения является О > Ое- Можно С интерпретировать как энергию, которую необходимо затратить для распространения трещины на единицу поверхности раскрытия трещины в мо.мент начала ее самопроизвольного роста. Из сопоставления найденного значения и критического напряжения, определенного по формуле Гриффитса, видно, что они имеют одинаковый вид и что 0 = 2у. [c.100]

В соответствии с Фриделем [19], для продвижения трещины через тело и границу зерна необходимо затратить энергию Тр + Tgb, где [c.75]

Действительно, условие ( ) определяет экстремум функции Э+П, а условия ( ) и ( ) разделяют максимумы, когда положение равновесия тела с трещиной является неустойчивым (условие ( )), и минимумы, когда положение равновесия тела с трещиной является устойчивым (условие ( )), этой функции из всего множества экстремальных точек (рис. ). Из рис. А следует, что после достижения критического состояния для дальнейшего продвижения трещины не требуется дополнительных затрат на преодоление межатомных связей, тогда как пз рпс. Б видно, что для поддержания роста трещины необходима дополнительная энергия и, следовательно, рост трещины является устойчивым. Случай, когда вторая производная функции Э + И обращается в нуль, требует, как это следует пз основ дифференциального исчисления, дополнительного исследования. [c.93]

Вхррая причина, по которой хрупкие разрушения считаются наиболее опасными, состоит в том, что распространение хрупких разрушений ввиду малой пластической деформации металла происходит при незначительных затратах энергии. Следовательно, разрушение может распространяться при низких напряжениях в металле и малой на5сопленной энергии в конструкции. Хрупкие трещины при этом, как правило, пересекают все сече-ние детали, и конструкция может разрушиться на несколько частей, что приводит обычно к крупным авариям. При вязком характере наступившего разрушения оно идет только в зоне весьма высоких напряжений и прекращается вследствие большой затраты энергии на продвижение трещины. [c.248]

Распространение усталостных трещин в тонких пластинах сопровождается переходом к переориентировке всей поверхности излома под углом около 45° к плоскости пластины еще до начала быстрого разрушения. Развитие трещины происходит в условиях перемещения берегов трещины по типу /jm при одноосном растяжении. Такая же ситуация реализуется в случае комбинированного не одноосного нагружения тонкой пластины, т. е. она не зависит от условий внешнего воздействия, а присуща поведению материала в некотором диапазоне толщины испытываемой пластины. Происходит самоорганизо-ванный переход через точку бифуркации, когда материал стремится понизить затраты энергии на реализуемый процесс разрушения и использует для этого большую работу пластической деформации, которая имеет место при продольном сдвиге. Доказательством сказанного являются результаты известных экспериментов, например [77-79]. На участке перехода от преимущественно плоского к переориентированному под углом около 45° излому отмечается небольшое снижение темпа роста трещины. Ее величина может даже оставаться постоянной. Это отмечается в алюминиевых, никелевых и титановых сплавах, что свидетельствует о едином поведении системы в виде пластины с развивающейся в ней усталостной трещиной. С увеличением длины трещины снижается степень стеснения пластической деформации вдоль фронта трещины, до.яя плоской поверхности излома по сечению уменьшается, что позволяет реализовать большую работу пластической деформации перед продвижением трещины. [c.109]

При фиксированных значениях параметров, характеризующих дисперсность феррито-цементитной смеси, основное влияние на характер распространения трещин оказывают размеры колоний и субколоний перлита, определяющие длину прямолинейных участков развития трещины. Чем меньше размер колоний перлита, тем чаще трещины меняют направление своего развития, что приводит к росту затрат энергии на продвижение. Термопластическая обработка приводит к росту усталостной тре-щиностойкости стали. [c.188]

Условие (24.3) соответствует стабильному существованию трец][ины в изделии под нагрузкой (трещина не растет ). Условие (24.5) отвечает ситуации, когда количество высвобождающейся энергии превосходит количество работы, требуемой на продвижение трещины в реальном материале. Поэтому трещина самопроизвольно растет, причем с ее удлинением затрата работы Дй " остается примерно иа одном уровне, а высвобождение потенциальной энергии происходит в нарастающем темпе. При этом избыток высвобождающейся энергии над потребляемой увеличивается в ходе процесса и трансформируется в кинетическую энергию движения отдельных частей разваливающегося тела. При достаточных размерах изделия скорость самопроизвольного продвижения трещины может достигнуть значений, соизмеримых со скоростью звука в данном материале. [c.417]

Ко времени выполнения исследований А. Гриффитса уже были известны работы по оценке теоретической прочности твердых тел 1233]. Расхождение между теоретической прочностью, которая по грубым оценкам составляет О, , и наблюдаемой на практике в десятки и сотни раз меньшей реальной прочности не находило научного объяснения. Проводя опыты по определению прочности стеклянных волокрн, А. Гриффитс пришел к выводу, что причиной низкой реальной прочности твердых тел является наличие в них мелких дефектов типа трещин, которые являются концентраторами напряжений. Он предположил, что для образования новых поверхностей в твердом теле, в частности для продвижения трещины, требуется затратить некоторое количество энергии П с плотностью 7, где под понималась энергия, йеобходимая для создания единицы новой свободной поверхности. Эта энергия по своей физической природе аналогична энергии поверхностного натяжения в жидкости. Величина. 7 принималась постоянной для данного материала. [c.10]

Значительный объем испьгганий был проведен на образцах толщиной 40 мм из состаренной при 380 С стали ЮХСВД (рис.6.10.7) при длине участка разрушения около 150 мм. Спаи термопар располагали на расстоянии 50 мм от вершины надреза и в 20 мм от осевой линии ожидаемого продвижения трещины. Образцы разрушали при ударном нагружении. Учитывали отражение теплоты от границ образца. Показательными в отношении исключения работы зарождения трещины, кинетической энергии разлета образцов и других затрат энергии, не относящихся к работе распространения треШИНЫ, можно считать результаты, представленные на рис.6.10.8. Значения найденные по методу тепловой волны, заметно меньше значенрй КСУ. [c.186]

Прототипом задач линейной механики разрушения служит задача Гриффнтса о трещине отрыва в неограниченной среде при условиях плоской деформации (рис. 6.1). Трещина длиной 21 представлена в виде плоского математического разреза. На бесконечности заданы номинальные напряжения а, нормальные к плоскости трещины. Материал подчиняется закону Гука с модулем упругости Е и коэффициентом Пуассона V. Для того, чтобы размер трещины I увеличился на 1, необходимо затратить работу, значение которой пропорционально (И. Гриффитс связывал эту работу с энергией поверхностных сил. В действительности основная часть работы затрачивается на пластическое деформирование и другие необратимые явления. Все эти факторы учитываются в виде удельной работы разрушения V, отнесенной к единице площади вновь образованной трещины. Удельная работа у имеет размерность Дж/м = Н/м. Для конструкционных материалов удобна единица измерения кДж/м = кН/м. Согласно энергетической концепции Гриффитса трещина не растет, если значение потенциальной энергии системы П, высвобождаемой при продвижении фронта трещины на Л, меньше работы разрушения, т. е. — П < усИ. При — П > [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...