Трещины устойчивость

Рассмотренная схема потери трещиной устойчивости под действием внешних растягивающих напряжений справедлива только в случае идеально хрупкого разрушения твердого тела. [c.128]

Если испытание производится на машине с постоянной скоростью захвата, то трещина устойчиво растет с ростом прогиба при падающей нагрузке регистрируя длину трещины и соотнося ее с величиной прогиба, из одного опыта можно определить податливость б как функцию длины трещины I и сразу найти G,,. Но это будет величина соответствующая движению трещины, а не страгиванию ее с места. У пластичных материалов эти величины разнятся, у хрупких, например графитов, разница невелика. [c.667]

Hie построена кривая Гриффитса 7, соответствующая отсутствию подкрепляющих ребер. Очевидно, что трещина устойчива, если напряжение, необходимое для ее поддержания в критическом состоянии, возрастает с увеличением длины трещины. Как видно, для каждого значения безразмерного параметра характеризующего силу заклепок, существует критическое значение во (в нашем случае бо 0,45) безразмерного параметра е такое, что при [c.163]

В основу классификации трещин и изломов могут быть положены различные признаки характер нагружения (однократное, многократное, статическое, ударное) вид излома (зеркальный, шероховатый) степень пластичности в изломе (излом хрупкий, пластичный, кристаллический, волокнистый) состояние внешней среды (испытания в коррозийной среде, при повышенных температурах) характер деформации (отрыв, срез) дефекты технологии (флокен для металлов, свиль, камень в стекле) форма поверхности излома (блюдечко, звездочка) структурные признаки (излом межзеренный и внутризеренный, мелко- и крупнозернистый) условия возникновения (от нормальных и касательных напряжений) кинематические признаки (трещины неразвивающиеся, замедленные, ускоренные) механические признаки (трещины устойчивые, неустойчивые) вид симметрии нагружения относительно линии трещины (деформации трещин типа I, II и III). [c.25]

Марка стали Температура, °С Температура кристаллизации Линейная усадка, % Показатель жидкотекуч ести, Ку Показатель объема усадочных раковин, /Тур Показатель трещино- устойчивости [c.327]

Механика разрушения изучает рост трещин — устойчивый (задача состоит в определении скорости роста трещины) [c.237]

Устойчивое подрастание трещины при монотонном нагружении ). В большинстве материалов, проявляющих в какой-то мере пластические свойства перед разрушением (например, металлы, полимеры и др.), трещина устойчиво подрастает в процессе монотонного нагружения, прежде чем перейти в динамический режим или в режим контролируемого устойчивого роста, характерные для хрупких и квазихрупких трещин и изученные выше. Средняя величина докритического подрастания для ме таллов составляет 10" — 10" см в условиях плоской деформации, а в тонких пластинах значительно больше. Это подрастание нельзя объяснить в рамках концепции квазихрупкого разрушения неоднородностью прочностных свойств материала, так как оно зачастую значительно больше среднего размера зерна. [c.170]

При величине коэффициента интенсивности напряжений, равной Ki , на диаграмме наблюдается скачок ), являющийся следствием локального разрушения в центральной части вначале прямолинейного фронта трещины и быстрого продвижения контура трещины в этой области. Затем фронт трещины останавливается при дальнейшем увеличении К наблюдается медленное неравномерное по фронту подрастание трещины, до тех пор пока не будет достигнуто значение /С , отвечающее моменту перехода тонкой структуры в неустойчивое состояние (см. рис. 46). Если тонкая структура трещины устойчива, то может быть достигнуто также предельное значение Кс. [c.176]

Возможны два случая а) развитие трещины неустойчиво с самого начала, б) развитие трещины устойчиво. [c.189]

При достижении условия (3.97) равновесие становится неустойчивым трещина распространяется со скоростью, имеющей порядок скорости волн Релея в данном материале. Условие (3.97) обычно получают из энергетического равенства высвобождаемой упругой энергии и работы, идущей на образование новых поверхностей при росте трещины. Строго говоря, это равенство означает лишь то, что трещина равновесна по отношению к малым изменениям ее размеров. В некоторых случаях (например, при нагружении трещины силами, приложенными к ее берегам) равновесная трещина устойчива. Равенство (3.97) называют условием Гриффитса—Ирвина (1920 г., 1957 г.), [c.106]

Обозначения RI — материал, не чувствительный к скорости деформации RS — материал, чувствительный к скорости деформации MG — характер разрушения изменяется Р — остановка возможна (распространение трещины неустойчиво, скачок ) NP — остановка невозможна (распространение трещины неустойчиво, сквозной скачок ) S — остановка невозможна (распространение трещины устойчиво) I — неопределенность. [c.50]

В любом случае на заданной поверхности раздела и вблизи свободной кромки вводится стартовая трещина размером а. Эта трещина представляет эффективный дефект на поверхности раздела. Предполагается, что в результате создания деформации трещина устойчиво распространяется вдоль той поверхности раздела, где она находится. Конечно-элементная схема трещины, распространяющейся путем малых конечных приращений, представлена на [c.131]

Теперь уже легко судить и о распространении трещины. Если О, определяемое по (7.1), не достигает критического для данного материала значения (3 то трещина устойчива. Она становится неустойчивой, когда О достигает или превышает Ос. Пользуясь (7.1), можно судить об устойчивости трещины, сравнивая значение /С с критическим значением коэффициента интенсивности К с (в нашем случае /Сщ с)- [c.19]

Равенства (7) и (8) определяют поведение трещины под нагрузкой. Если Кх уменьшается с длиной а, рост трещины устойчивый, в противном случае неустойчивый, т.е. по достижении предельной нагрузки трещина начинает распространяться неограниченно. Чтобы выяснить характер поведения трещины, рассмотрим предельные случаи первоначального касания берегов трещины и очень длинной трещины с областью смыкания, распространившейся почти на всю ее протяженность. [c.162]

Трещины устойчивы в случае [c.382]

Таким образом, имеем при К < 1 е 1) распространение трещины устойчиво относительно 2/ = О, [c.376]

Следует отметить, что данный способ моделирования продвижения трещины, основанный на формуле (4.76), имеет ряд особенностей. Так, в случае, когда k = l (наиболее экономичный вариант с точки зрения времени расчета) силы сцепления уменьшаются до Е за время Атс = Ат. При этом положение вершины трещины изменяется скачком на величину AL, а СРТ V однозначно связана с шагом интегрирования Ат. Последнее обстоятельство накладывает существенное ограничение на выбор схемы интегрирования конечно-элементных уравнений движения приходится использовать безусловно устойчивые, но менее точные схемы интегрирования [см., например, уравнение [c.247]

Опыт показывает, что трещины начинаются на тех участках поверхности, где имеются растягивающие напряжения. Участки, имеющие напряжения сжатия, наоборот, устойчивы против растрескивания. На рис. 85 представлена зависимость склонности латуни к коррозионному растрескиванию от величины растягивающего напряжения. [c.114]

Так как напряжение на поверхности концентрируется в вершине надреза или в области дефекта, там и происходит быстрый рост трещин. Поверхностные дефекты (например, питтинги или усталостные трещины) действуют как эффективные концентраторы напряжений. К тому же в достаточно глубоких поверхностных дефектах электрохимический потенциал, как отмечалось ранее, отличается от потенциала поверхности состав и pH раствора в местах поражений также изменяются вследствие работы элементов дифференциальной аэрации. Эти изменения в сочетании с повышенным локальным напряжением способны инициировать КРН или ускорить рост трещины. Именно поэтому титановые сплавы с гладкими поверхностями устойчивы к КРН в морской воде, но разрушаются, если на поверхности образовались коррозионноусталостные трещины [44]. Действительное напряжение в вершине трещины глубиной а в напряженном пластичном твердом теле может быть рассчитано как коэффициент интенсивности напряжения Ki- Для образца, изображенного на рис. 7.9, Ki вычисляется по формуле [45, 46] [c.146]

Стеклоэмали, помимо улучшения внешнего вида, эффективно защищают метал-л от коррозии во многих средах. Можно подобрать такой состав эмали, состоящей в основном из щелочных боросиликатов, что она будет устойчива в сильных кислотах, слабых щелочах или в обеих средах. Высокие защитные свойства эмалей обусловлены их практической непроницаемостью для воды и воздуха даже при довольно длительном контакте и стойкостью при обычных и повышенных температурах. Известно о случаях их применения в катодно защищенных емкостях для горячей воды. Наличие пор в покрытиях допустимо при их использовании совместно с катодной защитой, в противном случае покрьггие должно быть сплошным, причем без единого дефекта. Это означает, что эмалированные емкости для пищевых продуктов и химических производств при эксплуатации не должны иметь трещин или других дефектов. Основными недостатками эмалевых покрытий являются чувствительность к механическим воздействиям и растрескивание при термических ударах. (Повреждения иногда поддаются зачеканиванию золотой или танталовой фольгой.) [c.243]

Таким образом, окислительные шлаки (РеО) и шлаки основного типа (СаО) позволяют снижать содержание фосфора в металле шва, увеличивая его устойчивость к горячим и холодным трещинам. [c.367]

Сварочным флюсом (ГОСТ 9087—69) называется неметаллический материал, расплав которого необходим для сварки и улучшения качества шва. Флюс для дуговой сварки защищает дугу и сварочную ванну от вредного воздействия окружающего воздуха и осуществляет металлургическую обработку сварочной ванны. Флюс долйен обе- спечивать хорошее формирование и надлежащий химический состав шва, высокие механические свойства сварных соединений, отсутствие пор и трещин, устойчивость процесса сварки, легкую отделяе-мость шлаковой корки от поверхности шва. [c.52]

К числу важнейших литейных свойств относятся следующие жидкотекучесть и заполняемость, усадочные раковины, усадка и пористость, трещино-устойчивость. Очень важным 1юказателем для качественной оценки литейных свойств сталей и сплавов является их интервал затвердевания. Для объективной оценки литейных свойств следует обязательно учитывать перегрев жидкого металла — это температурный интервал между температурами заливки металла в литейную форму и его начала кристаллизации (температура ликвидуса, 7],). При сравнительном рассмотрении литейньк свойств различных литейных сталей и сплавов необходимо использовать данные, полученные при одинаковом перегреве над температурами ликвидуса этих сталей и сплавов. [c.258]

У думающего читателя, прочитавшего название этого параграфа, сразу возникнут несколько вопросов. Во-первых, если существует динамическая механика разрушения, то, наверное, есть еще и статическая механика разрушения Во-вторых, как же это согласуется с тем, что разрушение чаще всего происходит вследствие неустойчивого распространения трещины (т. е. является существенно динамическим процессом) О какой же механике разрушения шла речь до сих пор Нужно сразу признаться, что эти вопросы отнюдь не просты, и ответы на них далеко не очевидны Действительно, процесс разрушения характеризуется (по крайней мере на заключительной стадии) быстрым распространением магистральной трещины или семейства разветвленных трещин, т. е. является существенно динамическим. В описании этого процесса иа микро- и макроуровнях остается много неясного, и когда мы встречаем в литературе утверждение о том, что механика разрушения предоставляет необходимый аппарат для расчета прочности тел и конструкций, то подразумеваем так называемую квазистатическую механику разрушения, которая дает ответ на вопрос о том, является ли существующая магистральная трещина устойчивой или нет. В самом деле, квазистатическая механика разрушения разработана достаточно хорошо, по это лишь первое прибли кепие к описанию разрушения, позволяющее судить только о том, начнется катастрофический рост трещины или нет. Предмет же динамической механики разрушения значительно шире, чем квазиста-тической. Если в квазистатпческой механике разрушения формулируется только критерий неустойчивого распространения трещины, то в динамической механике разрушения р1ужио установить ряд критериев для старта, [c.157]

Если тонкая структура трещины устойчива, т. е. dKildl < О, то на опыте может быть достигнуто также значение Ki - [c.173]

Из сравнения формул (6.18) и (6.17) вытекают следующие выводы. Если хрупкая трещина устойчива, то соответствующая трещина в упруго-пластическом теле будет также устойчива. В случае же неустойчивой хрупкой трещины, которая вообще не развивается до достижения предельного состояния, певеденне соответствующей начальной трещины в упруго-пластическом теле будет совершенно другим, а именно, вначале ее развитие всегда устойчиво, и только после достижения достаточно высокого уровня нагрузок наступает неустойчивое состояние. Из условия (6.17) вытекает, что момент наступления неустойчивого режима нельзя охарактеризовать посредством одного только коэффициента интенсивности напряжений, и в критическое условие обязательно должны войти также неинвариантные переменные I или р. [c.316]

Процесс разрушения характеризуется (по крайней мере в заключительной стадии) быстрым распространением магистральной трещины или семейства разветвленных трещин, т. е. является существенно динамическим. Ош1сание этого процесса на макро- и микроуровнях чрезвычайно затруднено, и когда мы утверждаем, что в механике разрушения разработан необходимый аппарат для расчета прочности тел и конструкций, то подразумеваем квазистатическую механику разрушения, которая дает ответ на вопрос о том, является ли существующая магистральная трещина устойчивой или нет. Действительно, квазистатичес-кая механика хрупкого разрушения, основанная на идеализированной модели магистральной остроугольной трещины и понятии коэффициента интенсивности напряжений в ее вершине, разработана достаточно хорошо, но это лишь первое приближение к описанию разрушения, [c.4]

Исследование вопроса о взаимосвязи динамической и квазистати-ческой механики разрушения приводит к формулировке предмета динамического разрушения. Процесс разрушения характеризуется (по крайней мере в заключительной стадии) лавинным распространением одной трещины дли семейства разветвленных трещин, т. е. является существенно динамическим. В описании этого процесса на мик-ро- и макроструктурном уровнях остается много неясного, и когда мы сейчас встречаем в литературе утверждения о том, что механика разрушения предоставляет необходимый аппарат для расчета прочности тел и конструкций, то подразумеваем квазистатическую механику разрушения, которая дает ответ на вопрос о том, является ли существующая магистральная трещина устойчивой или неустойчивой. Действительно, механика квазистатического разрушения линейно-упругих, пластических и вязкоупругих материалов к настоящему времени разработана достаточно хорошо, но это лишь первое приближение описания разрушения, позволяющее судить только о том, начнется катастрофический рост трещины или нет. [c.158]

Аналогичные выводы были сделаны Мак Клинтоком [2] в случае, когда нагрузки являются нециклическими. Предполагая, что образец уже нагружен. Мак Клинток изучал перераспределение напряжений, вызываемое прорезаемой выточкой. Мак Клинток отметил, что зарождающаяся трещина устойчива, т. е. после первого приращения длины трещины требуется увеличить напряжение, чтобы произвести дальнейшее ее распространение. При дальнейшем развитии трещина может стать неустойчивой. Позднее в обстоятельной работе Мак Клинток [3 подытожил основные сведения по распространению трещин при усталости. Рост усталостных трещин определяется двумя явлениями циклическими деформациями, а также нециклической прогрессирующей деформацией в вершине трещины. Работа содержит обзор предыдущих исследований, формулировку критериев разрушения, анализ экспериментальных данных. [c.415]

В частности, для обеспечения достаточной трещино-устойчивости при кристаллизации наплавляемого металла в зарубеи ной практике обычно считается необходимым гарантировать присутствие в его исходной структуре не менее 4—5 % б-феррита. Это соответственно определяет верхний уровень количества ферритной фазы в проволоке или ленте (12—15 %). [c.456]

Поведение трещины в растягиваемой пластине зависит от того, в какую сторону будет меняться общая энергия пластины при малом приращении длины трещины. Если в росто.м трещины энергия пластины будет уменьшаться, то трещина будет расти без внешнего дополнительного воздействия, т, е. самопроизвольно. В поведении трещины возможны три случая трещина устойчива и без дополнительной деформации не растет [c.99]

Увеличение степени легирования при повышенном содержании углерода повышает устойчивость аустенита, и, практически, при всех скоростях охлаждения околошовной зоны, обеспечивающих удовлетворительное формирование шва, распад аустенита происходит в мартенситной области. Подогрев изделия при сварке не снилгает скорости охлаждения металла зоны термического влияния до значений, меньншх, чем w p, более того, способствует росту зерна, что вызывает снижение деформационной способности и приводит к возникновению холодных трещин. [c.241]

Анализ известных дислокационных механизмов образования микротрещин [4, 25, 170, 247] показывает, что существует некоторая минимальная величина устойчивой зародышевой трещины Imin. Очевидно, что зарождение микротрещины большей, чем Imin, длины мало вероятно, так как в этом случае требуемый уровень нагруженности материала будет превышать нагружен-ность, необходимую для зарождения трещины минимальной длины. Иными словами, микротрещина длиной 1тш зародится на более ранних этапах нагружения, чем будут реализованы условия зарождения микротрещины большего размера. [c.63]

Предположим, что в первом варианте микротрещина зародилась в плоскости скольжения (например, по механизму Гилмана—Рожанского [25, 247]) и ориентирована параллельно сдвиговым напряжениям, т. е. подвергается только П моде деформирования. В этом случае распределение напряжений у ее вершины согласно работе [199] таково, что т (/Ос(= 1,03, где т г и Ос1 — сдвиговое и растягивающее напряжения у вершины трещины, действующие в плоскостях скольжения и спайности соответственно (Tsi = Tre e=o Ос( = (fee 10 450 где г, 6 — полярные координаты, отсчитываемые от вершины микротрещины). Поскольку в данной ситуации для ОЦК металлов Тзг/сГсг Тт.п/сГт.п = = 0,24 0,28 (тт. п и От.п — теоретическая прочность на сдвиг и на отрыв соответственно), зародившаяся микротрещина не является устойчивой к сдвиговым процессам в ее вершине [230]. С возникновением микротрещины начинается эмиссия дислокации из ее вершины и, следовательно, рост такой микротрещины в процессе деформирования будет пластический, стабильный, контролируемый деформацией. Таким образом, зародышевая микротрещина, ориентированная параллельно сдвиговым напряжениям, растет по пластическому механизму и, следовательно, притупляется, становясь трещиной, не способной инициировать хрупкое разрушение. [c.68]

Очевидно, что на точность получаемых результатов будут влиять такие факторы, как схема интегрирования, величина шага интегрирования Ат,-, количество КЭ в проскоке, число подынтервалов времени k, на которые разбит интервал Атс. Из рис. 4.20 видно, что при использовании уравнения (1.47) при k = 4 11 18 (кривые 1, 2, 3, 4) отличие результатов расчета от приближенной аналитической зависимости (4.79) составляет соответственно 0,19 0,14 0,08 0,01G (0) (при v = r). Таким образом, использование условия < 10 приводит к существенной погрешности расчетной схемы, что, в свою очередь, в задаче об определении СРТ приводит к необоснованному завышению скорости трещины, особенно в области ее высоких значений (o r). Следует отметить, что значению k = при v = r соответствует шаг интегрирования Ат, равный времени прохождения волны расширения через наименьший КЭ в вершине трещины. Попытки более адекватного описания зависимости G (y) с помощью более точного моделирования раскрытия трещины путем увеличения количества КЭ в проскоке не дали существенного изменения зависимости G (o) (кривая 6). При использовании уравнения (1.41) зависимость G v) отличается от аналитической (4.79) менее чем на 1 % (кривая 5). В то же время следует отметить, что ограничение на шаг интегрирования, обусловленное устойчивостью решения уравнения (1.41), делает применение данной схемы при и < Сд неэффективным, поскольку резко возрастает количество шагов Ат (при v = r /г = 18 при v = rI2 fe = 36 и т. д.). [c.250]

В настоящее время для анализа устойчивости квазистати-ческого подрастания трещины обычно используют концепцию Уд-кривых и модуля разрыва [33, 219, 339, 426]. Суть /д-подхода заключается в допущении, что процесс разрушения, происходящий у вершины субкритически развивающейся трещины, контролируется двумя параметрами приращением длины трещины AL и /-интегралом Черепанова—Райса, введенным для нелинейно-упругого тела. Иными словами, предполагается, что зависимость J (AL) однозначно определяет сопротивление субкри-тическому росту трещины независимо от вида приложенной нагрузки (при условии монотонного характера нагружения) и геометрии образца. В то же время во многих работах указывается на уязвимость этого подхода, в частности на неинвариант-ность /н-кривых к типу нагружения и геометрии образцов. Поэтому не случайно появление в последние годы большого количества работ, посвященных модификации /д-подхода путем введения различного вида энергетических интегралов [33, 276, 287, 288]. Наиболее значительные результаты получены при использовании интеграла Т [33, 287, 288]. В то же время методичес- [c.253]

В некоторых случаях при очень быстром движении коррозионной среды или при сильном ударном механическом действии ее на металлическую поверхность наблюдается усиленное разрушение не только защитных пленок, но н самого металла, называемое кавитационной эрозией. Такой вид разрушения металла наблюдается у лопаток гидравлических турбин, лопаете пропеллерных мешалок, труб, втулок дизелей, быстро-ходшчх насосов, морских гребных винтов и т. п. Разрушения, вызываемые кавитационной эрозией, характеризуются появлением в металле трещин, мелких углублений, переходящих в раковины, и даже выкрашиванием частиц металла. С увеличением а1-рессивности среды кавитадиоппая устойчивость конструкционных металлов и сплавов понижается. Кавитационная устойчивость металлов и сплавов в значительной степени зависит не только от природы металла, но н от конфигурации отдельных узлов машин и аппаратов, их конструктивных особенностей, распределения скоростей потока жидкостей и др. Известно также, что повышение твердости металлов повышает их кавитационную стойкость. Этим объясняется, что для борьбы с таким видом разрушения обыч)ю применяют легированные стали специальных марок (аустенитные, аустенито-мартенситные стали и др.), твердость которых повышают путем специальной термической обработки. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...