Предел катастрофического разрушения

Рие. 8.2,2. Отношение пределов катастрофического разрушения для лазеров с просветляющим покрытием и лазеров без просветляющего покрытия. Экспериментальные данные взяты из работы [13]. Теоретическая кривая рассчитана в соответствии с выражением (8.2.11) [9]. [c.321]

Предел катастрофического разрушения [c.361]

ТНП- -68°С — катастрофическое разрушение не имеет места до достижения предела прочности. [c.209]

Для создания в критической зоне корпусов, относящихся ко второй группе, сжимающих напряжений, тормозящих и останавливающих развитие трещин в этой зоне предусматривают систему ребер-стержней. Для простоты реализации такого устройства в условиях действующей ТЭС ребра можно приварить. Для создания требуемого эффекта ребра или выполняют из материала, имеющего меньший коэффициент линейного расширения, или выносят их за пределы изоляции корпуса. Наличие системы ребер создает еще и другой полезный эффект — повышает жесткость корпуса в критической зоне, существенно уменьшает вероятность его катастрофического разрушения. Система ребер целесообразна для корпусов, содержащих значительные по площади и объему ремонтные заварки, а также трещиноватые зоны. [c.142]

Пластина шириной 10,0 дюймов, длиной 30,0 дюймов и толщиной 0,50 дюйма изготовлена из стали Ni-Mo-V с пределом текучести 84 500 фунт/дюйм , вязкостью разрушения при плоской деформации 33 800 фунт/дюйм Скорость роста трещины в этом материале характеризуется графиком, приведенным на рис. 8.25. Пластина растягивается равномерно распределенной пульсирующей нагрузкой в направлении размера 30 дюймов, меняющейся по величине от О до 160 ООО фунтов. У одного края обнаружена сквозная трещина длиной 0,075 дюйма. Через сколько циклов по вашим прогнозам произойдет катастрофическое разрушение [c.309]

Первый способ сведения к минимуму опасности катастрофического разрушения конструкций основывается на применении материалов с высоким сопротивлением хрупкому разрушению, удовлетворяющих при этом прочностным и температурным условиям работы данной конструкции. Однако слишком часто из соображений снижения веса конструкции при расчете предусматривают такую высокую прочность, что сопротивление хрупкому разрушению даже самых лучших материалов оказывается на ниж нем допустимом пределе. Компромиссное решение в данном случае заключается в том, чтобы выбранный материал имел прочность ниже максимальной. Это ведет к увеличению веса конструкции, но зато возможен значительный выигрыш в сопротивлении хрупкому разрушению. [c.14]

На азотнотуковом заводе отмечалось внезапное разрушение холодильной установки [141]. Рабочие температуры (от —10 до +2°С) и состав (17% NH3, 51% Нз, 17% N2, 10%, СН4, 5% Аг) газа не могли вызвать хрупкого разрушения. Материал установки (сталь с 1,38% Мп, 0,98%1 N1, 0,43% Мо, 0,17% V) после закалки и отжига характеризовался пределом текучести 660—700 МПа, нормальными величинами прочих механических свойств, структурой и т. д. Исследование показало, что за период между гидроиспытаниями и началом эксплуатации (установка под давлением была всего 75 суток) произошла коррозия с поглощением водорода и образованием глубоких трещин. Наложение на установку высокого (23,5 МПа) давления вызвало катастрофическое разрушение металла на участках с концентраторами напряжений. [c.81]

Трещины снижают несущую способность большинства конструкций тем сильнее, чем выше предел прочности материала при растяжении. То, что раньше не учитывали этот факт, приводило ко многим неожиданным и порой катастрофическим разрушениям резервуаров высокого давления, самолетов, кораблей, ракет, лопастей паровых турбин, а также нефте- и газопроводов. [c.79]

Хрупкое разрущение характеризуется тем, что оно не сопровождается заметной пластической макродеформацией и, как правило, наблюдается при действии средних напряжений, не превышающих предел текучести. Траектория разрушения близка к прямолинейной, излом нормален к поверхности и имеет кристаллический характер. Хрупкое разрушение, как правило, является внутрикристаллическим. Разрушение в большинстве случаев происходит под действием нормальных напряжений и распространяется вдоль наименее упакованной кристаллографической плоскости, называемой плоскостью скола (отрыва). Однако при некоторых условиях эксплуатации (водородное насыщение, коррозия и др.) хрупкое разрушение может быть межкристаллитным (межзеренным). Хрупкое разрушение часто происходит внезапно и распространяется с большой скоростью при малых затратах энергии. В ряде случаев оно приводит к катастрофическим разрушениям сварных конструкций в процессе эксплуатации. [c.75]

Все эти ранние исследования показали, что катастрофическое разрушение инжекционных лазеров связано с плотностью световой мощности на зеркале, которая приводит к резкому и достаточно большому для того, чтобы вызвать локальное плавление, увеличению температуры. В литературе по деградации предел разрушения описывается несколькими способами оптической мощностью на пороге разрушения для данного лазера плотностью оптической мощности на пороге разрушения по площади сечения волновода Рлк. максимальной оптической мощностью на пороге разрушения Рмакс и оптической мощностью, излучаемой с единичной ширины волновода W на пороге разрушения К сожалению, в сообщениях связанных с катастрофической деградацией гомо- и гетеролазеров, чаще всего фигурирует величина Pw, вычисленная как P /W, безотносительно к каналам генерации и другим неоднородностям излучения. Главным образом по этой причине в данных по катастрофической деградации имеется сильный разброс. [c.319]

Часто хрупкое разрушение конструкций происходит от катастрофического распространения трещин при средних напряжениях ниже предела текучести и кажущихся инженеру-конструктору безопасными. Подобные разрушения указывают на недостаточность классических методов расчета на прочность по упругому и пластическому состояниям. Они указывают на необходимость дополнения классических расчетов новыми методами на прочность, учитывающими законы зарождения и развития трещин, а также новые характеристики материала, оценивающие стадию разрушения. [c.117]

Во втором случае разрушение произойдет тогда, когда площадь опасного сечения уменьшится до недопустимых пределов. Обычно уменьшение площади опасного сечения связано с неудовлетворительной износостойкостью выбранного материала, т. е., несмотря на удовлетворительные прочностные характеристики, этот материал должен быть заменен более износостойким. Данный случай разрушения деталей машин часто встречается в узлах, контактирующих с абразивом, так как абразивный износ — наиболее катастрофический вид износа. Рассматриваемый вид разрушения носит двоякий характер. С одной стороны — это постепенный отказ, с другой — типичный внезапный отказ, наблюдающийся при определенных условиях. Этот вид разрушения, по сути, ухудшает первый член формулы (3), хотя, если разрушения еще не произошло, он определяет второй член той же формулы. [c.22]

Чувствительность к надрезу. Для оценки чувствительности материала к надрезу в качестве показателя ее используют отношение прочности надрезанного образца к пределу текучести сго,2. Увеличение значений этого отношения >1 означает возрастание способности материала к пластической деформации в вершине надреза. Считается, что величина этого отношения может быть использована в качестве меры сопротивления материала катастрофическому хрупкому разрушению. Во всех случаях радиус в вершине V-образного надреза был выбран таким образом, что теоретический коэффициент концентрации напряжений Kt был равен 10. [c.305]

Катастрофический множественный разрыв диска приводит к выбросу его кусков из турбины с высокими скоростями. Поэтому не допустить такого разрыва - первейшая задача конструкторов турбинного ротора. Подобное разрушение наступало, когда скорости вращения ротора превышали критический предел и средние окружные напряжения приближались [c.62]

Во всех руководствах по применению металлов в разнообразных изделиях обязательно оговариваются требования к их чистоте. Иногда они очень строги для используемого в электровакуумном производстве никеля предельное содержание серы — 0,002 %- И это отнюдь не исключительный случай. Если содержание серы превосходит указанный предел, от этого катастрофически понижается прочность никеля. Более обстоятельное обсуждение понятия прочность мы отложим до гл. 5, а пока лишь заметим, что этим термином обозначается способность тел сопротивляться разрушению под влиянием внешних нагрузок. Так вот, у деталей из никеля эта способность резко зависит от содержания серы. [c.23]

Контроль материалов. В некоторых случаях неправильное применение материала было основной причиной опасного состояния. Например, деформированная в горячем состоянии штампован сталь Н-13 (5% Сг) удовлетворяла требованиям, предъявляемым к ракетным двигателям и баллонам, работающим под давлением, если ее применяли в случае тонких сечений. Этот материал имеет высокую удельную прочность и высокий предел прочности при повышенных температурах. Из материала с такими свойствами изготовляли силовые рычаги и кольца толкающего механизма металлоконструкции для испытания больших ракет (Риф-фин и Амос, 1961 г.). Эти элементы конструкции имели поперечное сечение 500 X 75 мм и 90 X 90 мм соответственно. Условный предел текучести стали после термообработки составлял 150 кгс/мм . Один из элементов каждого типа катастрофически разрушился при достижении половины расчетной нагрузки во время пробного испытания. Одно кольцо, показанное на рис. 14, разломилось без приложения внешней нагрузки, под действием высоких остаточных напряжений, возникших при горячей посадке. В результате исследования разрушенных деталей пришли к выводу, что необходимо увеличить радиус галтелей в надрезах, произвести повторный отпуск, а также полную повторную аустенитизацию и отпуск. При последних двух видах термообработки минимально возрастала ударная вязкость по Шарпи, первоначально равная [c.285]

Проведенный эксперимент показал, что в условиях, далеких от превращения, материал связующей прослойки деформируется как обычный ОЦК-кристалл дислокационным скольжением. При этом предел текучести связки обратно пропорционален расстоянию между карбидами и в сплавах с высоким содержанием твердой фазы не достигается вплоть до разрушения. Трещины зарождаются по наименее прочным местам — границам карбид — карбид, карбид-связка. Трещин в карбидах практически нет. Разрушение материала с содержанием твердой фазы более 70 вес. % катастрофически хрупкое, распространяется по границам фаз и хрупким сколам по связке и карбидам. [c.196]

В настоящее время можно дать лишь некоторые приближенные рекомендации по расчету надежности. В соответствии с общей теорией надежности будем называть надежностью пластмассовой детали свойство детали сохранять свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени. Под отказом пластмассовой детали будем понимать событие, после которого она перестает выполнять свои функции. В случае катастрофического отказа пластмассовой детали, т. е. ее разрушения, можно применить следующую методику. [c.96]

Рис. 8,2.5. Зависимость предела катастрофического разрушения от дифференциальной эффективости различных типов гетеролазеров [14].

Легированные конструкционные стали, обладающие в активных водородсодержащих средах требуемыми механическими свойствами временным сопротивлением, пределом текучести, вязкостью, достаточной жаропрочностью. Особый химический состав сталей позволяет им при высоких температурах и давлениях сохранять некоторую условную или абсолютную стойкость против воздействия водорода. Водород реагирует с углеродом, содержащимся в карбиде железа, с образованием метана в результате происходит охрупчивание, падение прочности (в том числе когезивной, межзе-ренной), и при одновременно действующей растягивающей нагрузке может произойти катастрофическое разрушение. Обычно для ограничения таких явлений проводится легирование хромом, образующим более стойкие кар< иды, в меньшей степени взаимодействующие с водородом. [c.234]

В XX веке катастрофические разрушения продолжались на суше, на море и в воздухе. Взрывались мощные паровые котлы, разрушались громадные военные корабли и пароходы, хотя рассчитаны они были по всем правилам современной науки о прочности, науки, которая, казалось, достигла совершенства. Попытки установить истину в натурном эксперименте объяснения не давали. Так, в 1903 г. британские ученые провели испытание настоящего эскадренного миноносца на прочность. Миноносец Вулф был заведен в сухой док и поставлен сначала на одну подпорку посередине, а затем на две по краям, как будто бы в шторм он оказался на гребне одной волны или двух волн. После этого испытания были продолжены в открытом море во время жесткого шторма. Оказалось, что в течение всего эксперимента приборы не смогли обнаружить напряжений выше 90 МПа, а прочность корабельной стали составляла тогда примерно 390—440 МПа. Такой же запас прочности следовал из расчетов по теории балок, но утешение в этом было слабое, поскольку отмечались случаи, когда ломались пополам пароходы, максимальное напряжение в корпусах которых не превышало по расчетам одной трети от предела прочности стали. [c.24]

Предложено несколько методов оценки механических свойств аморфных сплавов. Применительно к ленточным образцам широкое распространение получили испытания на одноосное растяжение, поскольку они дают обширную информацию о механических характеристиках. На рис. 12 приведена типичная кривая напряжение-деформация, характеризующая основные закономерности механического поведения аморфных сплавов высокие значения пределов упругости и текучести, отсутствие деформационного упрочнения и невысокое, но ненулевое значение макроскопической деформации до разрушения. Тем не менее испытания ленточных аморфных сплавов на растяжение имеют ряд существенных недостатков, часть из которых принципиально неустранима. Энергия, высвобождающаяся при пластической деформации, меньше упругой энергии, сосредоточенной в испытательной машине обычного типа. Это приводит к катастрофическому разрушению в процессе одноосного растяжения. Степень катастрофического течения зависит от запаса упругой энергии в деформирующей системе и пропорциональна величине (mjky , где т VL k — соответственно эффективная масса и жесткость испытательной машины. Более Пассивная нагружающая система, хотя и увеличивает продолжительность нестабильного течения, но делает его начало более затруднительным. [c.170]

Подобные разрушения, происходящие при средних напряжениях, меньших предела текучести, в последнее время стали встречаться все чаще в связи с применением все более высокопрочных материалов и увеличением габаритов конструкций. В последние 25—30 лет произошел ряд катастрофических разрушений судов (американские корабли Либерти ), самолетов (английские Кометы ), ракет (американские Поларис-4 ) и других конструкций. [c.243]

На рис. 7.5.6 также построена зависимость 5эфф от 1 для основной моды ДГС-лазера. Эта кривая будет использована в 2 гл. 8 при рассмотрении катастрофического разрушения зеркал. Для ДГС-лазера имеются две кривых. Кривая 1 соответствует большим значениям й, при которых изменение Жу в активной области может быть описано полупериодом косинуса. Кривая 2 соответствует малым значениям й с экспоненциальным изменением у полностью за пределами активной области. [c.236]

Хеншел сообщил о чрезвычайно интересном исследовании катастрофического разрушения [14]. Он исследовал однородность ближнего поля, дифференциальную эффективность и предел катастрофического повреждения ОГС-, ДГС- и асимметричных ДГС-РО-лазеров при длительности импульса накачки 200 НС. Было принято, что однородность 11 равна отношению средней интенсивности излучения параллельно плоскости р-п-перехода к максимальной интенсивности в самом ярком канале генерации. На рис. 8.2.3 показана вариация интенсивности в ближнем поле нескольких типичных ДГС-РО-лазеров. Аналогичные характеристики ДГС-лазеров были представлены в 4 гл. 7. Качественно можно считать, что излучение исходит из многочисленных каналов генерации, каждый из которых имеет свой порог и свою плотность тока. На пороге генерация начинается в канале с наименьшим значением /пор- По мере увеличения тока начинается генерация в других каналах и после того, [c.323]

В морской воде защита стальных конструкций обеспечивается при потенциале —0,80 В (н. к. э.). При более катодных потенциалах, например —1,10 В, возникает опасность появления избыточных гидроксил-ионов и большого объема образующегося водорода. Амфотериые металлы и некоторые защитные органические покрытия разрушаются под действием щелочей. Эндосмотические эффекты и образование водорода под слоем краски могут вызывать ее отслаивание. Эти явления часто наблюдаются на участках конструкций, расположенных вблизи анода. Выделяющийся водород может разрушать сталь, особенно высокопрочную низколегированную. Углеродистые стали обычно не подвергаются водородному разрушению в условиях катодной защиты. При избыточной Катодной защите выделение водорода может приводить к катастрофическому растрескиванию высокопрочных сталей (с пределом текучести выше 1000 МПа) при наличии растягивающих напряжений (водородное растрескивание под напряжением). Одним из ядов , способствующих ускоренному проникновению водорода в металл, являются сульфиды, присутствующие в загрязненной морской воде, а также в донных отложениях, где могут обитать сульфатвосстанавливающие бактерии. [c.171]

Это процесс постепенного накопления повреждений материала под воздействием переменных напряжений и коррозионно-активных сред, приводящий к изменению свойств, образованию коррозионно-усталостных трещин, их развитию и разрушению изделия. Этому виду разрушения в определенных условиях могут быть подвержены все конструкционные материалы на основе железа, алюминия, титана, меди и других металлов. Опасность коррозионно-усталостного разрушения заключается в том, что оно протекает практически в любых коррозионных средах, включая такие относительно слабые среды, как влажный воздух и газы, спирты, влажные машинные масла, не говоря уже о водных растворах солей и кислот, в которых происходит резкое, иногда катастрофическое снижение предела выносливости металлов. Поэтому коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники, но наиболее она распространена в химической, энергетической, нефтегазодобывающей, горнорудной промышленности, в транспортной технике. Коррозионно-усталостному разрушению подвергаются стальные канаты, элементы бурильной колонны, лопатки компрессоров и турбин, трубопроводы, гребные винты и валы, корпуса кораблей, обшивки самолетов, детали насосов, рессоры, пружины, крепежные элементы, металлические инженерные сооружения и пр. Потеря гребного винта современным крупнотоннажным судном в открытом океане приносиГ убытки, исчисляемые миллионами рублей. [c.11]

Таким образом, текучесть начнется при давлении около 1427 фyнт/дюйм а катастрофическое пластическое разрушение произойдет, когда в соответствии с (5.112) давление достигнет величины 1455 фунт/дюйм . Интересно также отметить, что если в уравнении, аналогичном (5.120), использовать предел прочности материала при растяжении и не учитывать изменения D п t вследствие пластического деформирования, то найденное таким образом предельное давление составит около 1572 фунт/дюйм . Эта оценка завышена более чем на 100 фунт/дюйм . [c.127]

В композитах с большим содержанием твердой фазы матрица находится в условиях механического стеснения. Величина его неизвестна II подчиняется сложной зависимости, но она есть функция отношения расстояния между частицами к их дйаметру [8, 10]. Поведение такого рода систем подразделяют на две категории в зависимости от того, претерпевают или нет сами частицы пластическую деформацию перед разрушением [6]. Жесткие поверхности твердых частиц ограничивают деформацию более мягкой матрицы. В отсутствие релаксации возникают мощные концентрацип напряжений. С ростом нагрузки, когда гидростатическая составляющая напряжения превысит приблизительно в 3—3,5 раза предел текучести нестесненной матрицы, обычно наступает разрушение. Трещины возникают на границах фаз, в твердых частицах и катастрофически быстро распространяются. Подобное поведение типично для цементированных карбидных материалов и керметов, в которых содержание твердой фазы велико и нагрузка не способна деформировать твердые частицы карбида. При этом предел текучести композиции пропорционален величине, обратной корню квадратному из расстояния между частицами [8]. С ростом последнего облегчается пластическая деформация в связке, она способствует нагруженпю карбидных частиц [7, 8]. Данное поведение характерно для сплавов УС—Со, однако в известных твердых сплавах частицы карбидов играют небольшую роль в пластической деформации — композит разрушается прежде, чем они могут быть существенно нагружены. Иная картина наблюдается в системах с деформируемыми частицами, например — N1 — Н [7]. Твердая составляющая течет вместо того, чтобы разрушиться. Одновременная пластическая деформация обеих фаз приводит к заметной пластичности материала. [c.190]

Существуют и более простые методы определения возраста и даже климатических и метеорологических условий далекого прошлого — по ширине колец роста у деревьев. Сильные заморозки весной или осенью фиксируются в виде узкого кольца в пределах основного годичного кольца роста. Исследовав древесные кольца у хвойных пород, в частности, пинии, ученые уточнили дату катастрофического извержения вулкана на острове Санторин в Эгейском море не ранее 1628 и не позже 1626 г, до новой эры, Многие связывают эту катастрофу, послужившую причиной гигантских разрушений на Крите, с гибелью легендарной Атлантиды. [c.133]

Согласно предлагаемой скеме деформационного процесса критерием начала существенрого развития нарушений несущей способности породы является предел упругости нли близкая к нему величина — предел текучести Gis. Предел прочности Огс является критерием, характеризующим напряженное состояние породы в завершающей стадии процесса нарушения несущей способности пород после достижения которой начинается процесс общего разрушения породы или катастрофическая потеря несущей способности породы. [c.161]

В последние 40 — 50 лет представления о прочности резко меняются, главным образом, в связи с многочисленными случаями внезапного хрупкого разрушения конструкций, вьшолненных из материалов, имеюпщх высокую пластичность при испытаниях гладких образцов и спроектированных с большими коэффициентами запаса прочности, т. е. с соблюдением всех требований прочностного расчета. Так, за последнюю половину века мир был свидетелем ряда непредвиденных катастроф судов (американские Либерти ), самолетов (английские Кометы ), ракет (американские Паларис-4 ). Известны также случаи внезапного хрупкого разрушения мостов, сосудов, работающих под внутренним давлением. Причем речь идет не о единичных разрушениях, а почти о массовых. Так, в период с 1942 по 1945 гг. только случаев хрупкого разрушения судов типа Либерти было зарегистрировано свыше 20. Самое удивительное было то, что случаи подобных разрушений, связанных с катастрофическим распространением трепщн ( разрушения взрывного характера , как их стали называть), происходят при средних напряжениях ниже предела текучести. Такие разрушения (как правило деталей с трещинами) стали встречаться все чаще в связи с использованием новых высокопрочных материалов, увеличением габаритов конструкций, а также потерей материалами пластичности под действием многократного нагружения в эксплуатации. [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...