Коэффициенты интенсивности напряжений критические значения

Понятие трещиностойкости стоит в одном ряду с такими понятиями механики материалов, как пластичность, прочность, ползучесть и т. п. Эти понятия отражают явления, происходящие с материалом, и реакцию материала на внешнее воздействие. Мера количественной оценки этой реакции может быть измерена разными величинами. Например, для тела с трещиной характеристики трещиностойкости можно оценивать критическим коэффициентом интенсивности напряжений, критическим раскрытием вершины трещины, удельной работой разрушения, критическим значением джей -интеграла, процентом волокна в изломе, критической температурой хрупкости, ударной вязкостью образца с трещиной и др. [c.91]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

Следует отметить, что ранее в механики разрушения /26/ также отмечалось влияние радиуса концентратора р на значение критического коэффициента интенсивности напряжений. На рис. 3.3 представлена зависимость вязкости разрушения от корня квадратного из радиуса в вершине концентратора для феррито-перлитных сталей. При р < рз вязкость разрушения определяется характеристикой материала, то есть Kj ,. В общем случае вели- [c.84]

Таким образом, кривая Гриффитса (12.34) определяет момент возникновения неустойчивости в равновесии трещины, когда любая случайная вариация напряжений или длины трещины вызывает прогрессирующий рост трещины. Отсюда и название — критический коэффициент интенсивности напряжений, поскольку достижение значения Kj = знаменует потерю устойчивости равновесия системы (аналогично термину критическая сила для сжатого стержня, теряющего устойчивость). [c.386]

Критические значения коэффициентов интенсивности напряжений определяют экспериментально. Методика их определения регламентируется соответствующими стандартами. [c.734]

Предельное равновесие трещиноподобных дефектов в конструкции при заданных условиях эксплуатации определяется сопротивлением разрушению (трещиностойкостью) материала, из которого она изготовлена. В качестве меры трещиностойкости применительно к наиболее опасным и распространенным трещинам нормального отрыва чаще всего используют критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Ki , соответствующее моменту старта трещины при соблюдении в ее вершине условий плоской деформации. [c.740]

Уменьшение пластической деформации путем увеличения толщины образца ведет к снижению значения до некоторого предела, к которому она асимптотически приближается (рис. 17.1). Это есть именно то значение для объемного напряженного состояния при плоской деформации, для которого (благодаря достаточной для данного материала толщине) практически запрещается макропластическая деформация перед краем трещины и разрушение происходит по типу прямого излома без боковых скосов. Эта величина носит название критического коэффициента интенсивности напряжений при плоской деформации и обозна- [c.131]

Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в условиях возникновения неустойчивого состояния трещины из зависимости (2.5) можно связать д энергетическим критерием разрушения -ук, т. е. Кс= [c.25]

Для определения Ki по стадии остановки трещины используют образцы (см. рис. 3.11,ж) с уменьшенной толщиной сечения Hi в направлении развития трещины при соотношении размеров Ll = 2Я Li=H L = 0,8H-, В = = 1,ЗЯ Hi = 0,75H. Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в этом случае равно [c.54]

Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений при температуре Т, равной эксплуатационной Гэ, определяется по уравнению (3.4) [c.73]

По значениям расчетной нагрузки находят предполагаемую величину критического коэффициента интенсивности напряжений, используя формулу [c.141]

Если номинальные напряжения увеличиваются настолько, что величина К достигает значения /Сс —критического коэффициента интенсивности напряжений, или вязкости разрушения материала, то трещина будет распространяться таким образом, с помощью уравнения (2) можно предсказать, произойдет ли разрушение. [c.270]

Рис. 39. Схематическая (К-У)-диаграмма, полученная при испытаниях на коррозию под напряжением по методике лин Ьюй механики разрушения V— скорость распространения трещины, Ki - коэффициент интенсивности напряжений — критическое значение, при котором скорость распространения трещины очень высока Ко - пороговая величина, ниже которой распростраиение трещины лежит за пределами измерения

Основными параметрами, которые могут быть определены с помощью КДУР, являются 1) с, п — параметры уравнения Пэриса— степенной зависимости скорости роста трещины, аппроксимирующей среднеамплитудный участок КДУР 2) пороговый коэффициент интенсивности напряжений — максимальное значение тах при котором трещина не развивается на протяжении заданного количества циклов 3) критический коэффициент интенсивности напряжений (циклическая вязкость разрушения) KJ — значение АГтаи при котором наступает долом образца. [c.145]

Для оценки трещиностойкости материалов использовался критический коэффициент интенсивности напряжений К1с, значения которого определялись методом индентирования поверхности алмазной пирамидой Виккерса. Для оценки Кгс по параметрам индентирования используют различные эмпирические и полуэмпириче-ские соотношения [12, 19, 21], расчеты по которым не дают согласованных результатов. [c.297]

Поверхностные дефекты могут оказывать влияние на водородное или сульфидное растрескивание умеренно- или высокопрочных сталей в пластовых водах, содержащих сероводород. Заметная склонность к растрескиванию в этих средах вынуждает значительно понижать допустимый уровень напряжений, чтобы избежать опасности разрушения. Так как прочность стали связана с ее твердостью, эмпирически определенная максимально допустимая твердость по Роквеллу Нц = 22, что отвечает пределу текучести примерно 1,37 МПа [631. Критические значения коэффициента интенсивности напряжения для стали в водных растворах HjS свидетельствуют, что указанный уровень твердости соответствует критической глубине поверхностных дефектов около 0,5 мм [64]. При такой или большей глубине дефекты дают начало быстрому развитию трещин. Поскольку избежать дефектов такого размера практически очень трудно, в нефтяной промышленности, имеющей [c.153]

Таким образом, в рамках подходов линейной механики разрушения локальные свойства торможения 1рещины (трещиностойкость) при отрыве определяются только критическим значением коэффициента интенсивности напряжений, т.е. значением коэффициента К. при сингулярной части компонентов К [c.294]

Каждый из трех типов деформации характеризуется соответствующими критериями разрушения. Применимость того или иного критерия зависит от общей деформации, предшествующей разрушению. Области применимости критериев представлены заштрихованными зонами под ди аграммой деформирования (рис. 3.2). Для первой зоны (до точки А) характерно однопараметрическое описание поля напряжений в вершине трещины. При этом для каждого из трех видов деформации параметрами являются коэффициенты интенсивности напряжений К,, К , К, . Разрушение наступает в момент достижения одного из параметров (или их комбинации) некоторого критического уровня, например, Kj = Kjj,, где — критическое значение коэффициента интенсивности напряжений или вязкость разрушения для трещин нормального отрыва. При этом пластическая деформация в вершине трещины должна быть минимальной. [c.80]

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Дпя некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости 5 — критическое раскрытие трещины и — критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 5 основан на раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного Jj,-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упругопластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу [R ]. сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др. [c.81]

Эксперименты показывают, что при наличии достаточно развитых пластических зон критический рост трещины наблюдается не при постоянном значении коэффициента интенсивности напряжений Kj = Kj [см. (12.33)], т. е. значение Kj не может служить критерием начала разрушения. В качестве критерия в этом случае было предложено принимать так называемое раскрытие у вершины трещины б = 2и (рис. 12.16 и 12.17). Модель Ирвина при г = а дает б = = 2и (г = а) = AK il(nEa ). Соответственно из модели Дагдейла следует равенство S = [8о. г /(л )1 Ig se [яст/(2стт)]. [c.388]

К числу характерных особенностей роста трещин при коррозионном растрескивании следует отнести неоднозначность зависимости viK) для ряда систем металл — среда, обусловленную начальными условиями нагружения [254]. Как следует нз рис. 42.4, для системы сталь 50Х — изобутиловый спирт расположение кинетической диаграммы обусловлено значением коэффициента интенсивности напряжений Ка (при котором начинается до-критический рост трещин) при этом с повышением выход на стабилизированный участок достигается при более высоких значениях скоростей. Как показали фракто-графические исследования, такая неоднозначность кинетических диаграмм во многом обусловлена ветвлением трещин, интенсивность которого зависит от начальных условий нагружения. [c.342]

Силовым критерием условий быстрого распространения трещины при разрущении, как указывалось выше, является достижение величинами Ki, Кп, Кт критических значений Ki , Kii , Kiii - По критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений устанавливаются критические размеры дефектов при известных номинальных напряжениях или критические напряжения при известных размерах дефектов. Напряжения Сткопре- [c.27]

Для сталей высокой статической прочности (ав> >100 кгс1мм ), алюминиевых и титановых сплавов характеристики Pft и Pft оказываются существенно ниже, чем для малоуглеродистых конструкционных сталей низкой и средней прочности. В связи с этим температурные зависимости критических значений коэффициентов интенсивности напряжений для этих металлов менее выражены, чем для конструкционных сталей. [c.43]

Для учета влияния на критические напряжения в хрупком состоянии размеров трещины по отношению к размерам элементов конструкций используют поправочные функцйи из табл. 2.1. При определении по уравнению (4.1) запасов прочности в хрупком состоянии следует иметь в виду возможность сильной температурной зависимости Ki или бк (см., например, рис. 4.1) для мягкой углеродистой стали. При столь резком падении Ki со снижением температуры следует основываться на минимальных значениях коэффициентов интенсивности напряжений K i , соответствующих закритической области (см. рис. 3.4). [c.64]

Для сталей высокой прочности, алюминиевых и титановых сплавов в широком интервале температуры критические значения коэффициентов интенсивности напряжений мало зависят от температуры. Поэтому оценку сопротивления хрупкому разрушению элементов конструкций из таких материалов следует проводить по минимальным значениям / i . Как показано в 3, при определении по уравнениям (3.13) критических значений температуры элементов конструкций имеет существенное значение учет роли размеров напряженных сечений, остаточной напряженности, деформационного старения и охрупчивания в условиях эксплуатации. Эти факторы принимаются во внимание путем введения соответствующих экспериментально устанавливаемых температурных сдвигов А нр, и АГкрг (см. рис. 3.8). [c.64]

Для соответствующих предельных состояний (хрупкого и квазихрупкого) по данным о критических напряжениях ак для образцов с надрезом (кривая 2) производят вычисление критических напряжений для элемента конструкции. В области А при вычислениях в качестве критерия разрушения используют критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Ки или раскрытия трещины бк- Определение для температуры Т = — Тэ величин Стк при известном Ki проводится по уравнениям (2.9) линейной механики разрушения (ЛМР) и температурным зависимостям Ki типа (3.4). В области Б (нелинейная механика разрушения — НЛМР) в качестве критерия разрушения используют критическое напряжение Стк, зависящее от температуры Т [по уравнению (3.6)], размеров сечения [по уравнению (3.7)] и размеров трещины [по уравнению (3.8)]. Величины КгеП [c.66]

Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Жи для колонны при температуре, равной второй критической (Т кр2)к, определяется по условию равенства номинальных напряжений Оп по ослабленному сечению и предела текучести От. Так как плошадь закова [c.73]

При разрушении отрывом в случае нестабильного распространения трещины коэффициент интенсивности напряжений достигает критической величины Кс которая определяется геометрией образца, прежде всего толщиной. При некоторых значениях толщины образца у вершины трещины наблюдается смена плосконапряженного состояния на плоскодеформированное. Последнее весьма опасно, так как может привести к неожиданному хрупкому разрушению без признаков пластической деформации. Коэффициент интенсивности напряжений при таких условиях (А,д) можно рассматривать как константу материала (рис. 8.1). [c.136]

Четыреххлористый углерод. Сравнительные опыты по коррозионному растрескиванию нескольких титановых сплавов в четыреххлористом углероде СС1 показали близость критических значений коэффициента интенсивности напряжений к таковому при развитии трещин в водных растворах Nз I. Скорость распространения трещин под воздействием СС1, выше, чем в парах метилового спирта. Наиболее агрессивно СС1д действует на первой стадии коррозионного растрескивания—инициирования трещины он нарушает пассивную пленку даже при отсутствии напряжений растяжения. [c.55]

Сильно влияет на распространение трещины изменение микроструктуры сплава, связанное с выделением ач азы. Высокие критические значения коэффициентов интенсивности напряжений получены при горячей пластической деформации в (а + )-области и уровне прочности сплава 1200 МПа. По мнению В. С. Ивановой, оптимальным уровнем прочности титановых сплавов в условиях многоциклового нагружения следует считать1100-1200МПа[26, с. 23-28 110 117, с. 435-441]. [c.148]

Расчеты по уравнению (9.29) показали, что для реализации имеющейся у диска № 2 зависимости шага усталостных бороздок от длины трещины напряженность материала диска в зоне зарождения трещины должна была в 2,1 раза превышать его напряженность при критических размерах трещины (см. рис. 9.476). Численное значение эквивалентных напряжений для полуэллиптиче-ской трещины можно определить по эквивалентному коэффициенту интенсивности напряжения = 62,5 МПа м / , отвечающему переходу сплава ВТ8 к нестабильному разрушению, из формулы Ирвина [15] [c.525]

Рост усталостной трещины продолжается д6 тех пор, пока коэффициент интенсивности напряжений не достигнет предельной величи-ны 3 X6, после чего разрушение будет неустойчивым динамическим. Поэтому,есЛи в качест е верхнего предела интегрирования в (3. 5 подставить критическое значение -, определяемое [c.77]

Смотреть страницы где упоминается термин Коэффициенты интенсивности напряжений критические значения : [c.21] [c.31] [c.32] [c.105] [c.132] [c.320] [c.266] [c.36] [c.25] [c.34] [c.42] [c.63] [c.72] [c.88] [c.460] [c.8] [c.146] [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...