Локальные излома

Принимая за F распределение Вейбулла, получаем параметр Р 10, что подтверждает модельное представление. Учитывая, что локальные изломы охватывают несколько зерен п (см. рис. 6), получаем выражение для скорости роста трещины [c.262]

К контурам, изображающим на рисунке внешние границы формы или отдельных ее элементов, относятся линии пересечения поверхностей (граней), силуэтные линии, локально-очерковые линии. Такое подразделение изобразительных линий соответствует специфике основных графических действий. Умение различать эти линии является необходимым условием их правильного выполнения. Основная задача первой группы линий — передача излома плоскости или поверхности. Поэтому по характеру эти линии должны быть четко очерчены с той стороны, с которой условно падает свет. В сторону тени линия несколько размывается и исчезает. [c.50]

Расчет зубьев на предупреждение излома. Из-за локального приложения нагрузки на зубья в зацеплении Новикова проч- [c.302]

Процесс комкования материала был рассмотрен для объяснения природы формирования сферических частиц применительно к испытаниям плоских образцов из алюминиевого сплава при сжатии [87]. Рост трещин происходил под углом около 45° к оси сжатия, поэтому поверхности формируемого излома могли иметь локальные перемещения относительно друг друга по типу / Гц. [c.153]

Рассмотрение соотношения (4.29)—(4.32) указывает на тот факт, что в локальном объеме материала перед вершиной трещины необходимо рассматривать сочетание двух коэффициентов интенсивности напряжения ki и при описании последовательности формирования излома. Квадрат коэффициента интенсивности напряжения (КИН) Ki)i пропорционален энергии разрушения, и величина может быть охарактеризована для каждого подрастания трещины через минимальную величину (/ j)o, при которой происходит минимальный прирост трещины. На этом основании условие [c.204]

Несомненно, наблюдается возрастание шероховатости рельефа излома в области формирования усталостных бороздок с шагом более 1 мкм. Оно происходит именно из-за эффекта пластического затупления вершины трещины. Пластическое затупление не может быть компенсировано на нисходящей ветви нагрузки, и последовательно формирующиеся усталостные бороздки все более удаляются от (условно) первоначально расположенной горизонтальной плоскости. Затупление имеет свои офаничения по высоте профиля в связи с вязкостью разрушения материала, и поэтому долго по длине трещины этот процесс не может быть реализован. Именно этим и объясняется ограничение максимально возможной величины шага усталостных бороздок, которая может быть сформирована в материале на стадии стабильного роста трещины. После затупления трещины материал в локальной зоне упрочняется, и это позволяет осуществить ротационный эффект формирования профиля бороздки на нисходящей ветви. Критическое затупление переходит к страгиванию трещины по механизму статического проскальзывания, и формирование профиля усталостной бороздки оказывается уже невозможным. [c.219]

На мезоскопическом масштабном уровне поверхность формирующегося излома имеет развитый в пространстве трехмерный рельеф, шероховатость которого отражает трехмерное, а не плоскостное изменение направления роста трещины в любой точке ее фронта в произвольный момент времени. Дробление фронта трещины и пространственное перемещение разных его участков в разных направлениях в каждый момент времени в цикле нагружения обусловлены взаимодействием зоны пластической деформации перед вершиной трещины с зонами включений и границами зерен. Помимо того, неоднородность перемещения фронта трещины связано с влиянием смены ориентировок кристаллографических плоскостей зерен и субзерен, с градиентом локальных пластических свойств материала, приводящих к неоднородности протекания процесса пластической деформации [c.234]

Из рассмотрения реальной геометрии траектории трещины в пространстве, которая отражает многообразие процессов взаимодействия структурных элементов у кончика распространяющейся трещины с пересекающей их зоной пластической деформации, следует, что уменьшать величину Ki на некоторый безразмерный коэффициент, если различия в локальных ориентировках направления роста трещины вдоль ее фронта статистически неизменны в разные моменты времени. В том случае, когда различия ориентировок локальных направлений роста трещины нарастают по ее длине, в качестве множителя следует использовать безразмерную функцию. Корректировка подразумевает уточнение реализуемых затрат энергии на рост трещины в связи с ее более развитой в пространстве геометрией излома, чем в предполагаемом случае формирования идеально плоской поверхности. Определение плотности энергии разрушения (dW/dV)f через уровень одноосного напряжения при растяжении образца при формировании излома с разной высотой скосов от пластической деформации и при различной шероховатости излома в срединных слоях образца также связано с введением поправки на используемую в расчете величину действующего напряжения (см. главу 4). Прежде чем определить структуру указанных поправок, рассмотрим вид управляющих параметров в уравнениях роста усталостных трещин. [c.235]

Итак, на начальном этапе развития усталостной трещины с низкой скоростью, когда доминирует процесс усталостного разрушения за счет развитого процесса скольжения формирование рельефа излома наименее энергоемко и рассеивание энергии имеет неупорядоченный характер. Низкая скорость магистрального роста трещины в этом случае является следствием того, что трещина в каждом локальном объеме металла перед фронтом трещины движется в произвольном направлении в пространстве. Интегральная оценка скорости магистрального роста трещины отражает не истинные затраты энергии на развитие трещины, а лишь интегральное взаимодействие между отдельными локальными разориентированными в пространстве участками фронта движущейся трещины. Именно этот эффект и создает условия для движения трещины (интегрально) с низкой скоростью и кажущимися низкими затратами энергии. [c.269]

В пределах локальной зоны излома переход от одного уровня напряжения к другому происходит при фактически одинаковой длине трещины. Поэтому для любой локальной зоны соотношение между средней величиной шага в блоке одного и другого уровня будет зависеть только от соотношения изменяемых внешних параметров цикла нагружения. В рассматриваемом случае имеется изменение только одного параметра воздействия — уровня первого главного напряжения. Поэтому можно записать [c.413]

Что касается колебаний величины шага усталостных линий на локальных участках излома, то это, вероятно, связано с особенностями пересечения трещиной в этих местах зон вытягивания. Возможно, в этих местах из-за особенностей структуры или напряженного состояния в вершине трещины ей было легче пересекать зоны вытягивания под значительным углом к своей плоскости. Тогда для отслеживания общего поля напряжений при следующем таком переходе она должна была возвращаться в свою плоскость. В результате такого изменения траектории трещины на каждом из ответных изломов как минимум через раз будут оставаться разные по площади части зон вытягивания и соответственно наблюдаться как бы колебание шага усталостных линий. [c.734]

Фокус излома — малая локальная зона, близкая к точке, в которой возникает начальная макроскопическая трещина усталости и откуда начинается ее развитие. [c.44]

На рис. 26 показан излом вала от внутреннего расслоения, на рис. 27 — от напрессовки. Строение излома отражает локальные условия разрушения в узкой области, прилегающей к поверхности. Условия образования трещины зависят от абсолютных размеров и распределения напряжений по сечению они определяются напряженным состоянием и степенью неравномерности нагружения (рис. 28). У больших образцов наблюдается малая зона усталости с блестящей поверхностью. В остальной части больших образцов поверхность более шероховатая, чем у. малых. Минимальная скорость распространения трещин наблюдается в фокусе усталостного излома. На конечном этапе она соизмерима со скоростью звуковых колебаний. [c.46]

Более того, усовершенствованные методы позволяют изучать представляющие больший практический интерес случаи, когда непрерывные волокна находятся рядом с концами коротких волокон. Соответствующие исследования [47] показали, что с уменьшением расстояния между рядами волокон (с ростом объемной доли волокон Ув [6, 30, 40]) концентрация напряжений на поверхности раздела существенно снижается, так как растет доля осевой нагрузки, которая может локально передаваться соседними волокнами. Из-за концентрации напряжений на соседних волокнах разрушение путем вытягивания волокон становится менее вероятным, а разрушение путем излома волокон — более вероятным. Если конец волокна связан с матрицей, то значительная часть нагрузки, как правило, передается также концом волокна [11, 30, 47]. Далее, доля нагрузки, передаваемой концом волокна, растет с уменьшением зазора между концами соседних волокон [c.62]

Описаны современные методы изучения изломов — оптическая и электронная фрактография. Показано применение фрактографического анализа для изучения кинетики разрушения и оценки локальной пластичности материалов. Приведены примеры эксплуатационных разрушений деталей из сталей, сплавов на алюминиевой, титановой, никель-хромовой и других основах. [c.2]

В предлагаемой монографии дан анализ строения изломов конструкционных металлических материалов в связи с их локальной пластичностью и способностью тормозить разрушение. На основании изложенных закономерностей и особенностей макро- и микроскопического строения изломов в зависимости от условий нагружения и структуры материалов можно устанавливать характер и причины эксплуатационных разрушений. Авторы предполагают, что одновременное рассмотрение особенностей изломов при разных структурных состояниях материала позволяет установить общие и специфические особенности различных изломов. [c.3]

Среди физических методов изучения связи состава и структуры материала с его механической прочностью особое место отводится исследованию поверхностей разрушения (изломов), поскольку излом наиболее четко отражает строение и свойства материала в локальном объеме, в котором протекает процесс разрушения. В ряде случаев эксплуатационных разрушений и повреждений только по излому можно сделать заключение о характере и причинах поломки или аварии. [c.4]

Поскольку излом отражает в основном процессы, протекающие в заключительной стадии жизни нагружаемого образца (в малом объеме, примыкающем к зоне разрушения), характеристики его строения могут не совпадать с характеристиками, получаемыми при испытаниях. Связь между предшествующей разрушению деформацией и видом излома — вязким или хрупким, т. е. степенью локальной пластической деформации, протекающей в процессе разрушения, не является однозначной. Главным образом это относится к тем видам испытаний, при которых процесс макроскопической деформации до разрушения. имеет малую локальность, в частности при осевом растяжении [c.11]

По данным Р. Хоникомба и др., стержневидный кристалл кадмия или цинка с ориентировкой оси <0001 > почти параллельно оси стержня при сжатии вдоль этой оси претерпевает локальные изломы (коленчатые изгибы) в виде полос сброса. А. X. Коттрелл полосы сброса иногда называет полосами изгиба или полосами перегиба (рис. 85). Р. Хоникомбом экспериментально установлено, что полосы сброса образуются постепенно во время сжатия кристалла с одновременным увеличением поворота решетки. Угол поворота может быть или малым (несколько градусов), или большим (до 80°). Сбросообразование легко осуществляется при сжатии в том случае, когда угол Р между плоскостью скольжения (базисной, плоскостью) и осью сжатия находится в интервале 35—24°. Полосы сброса не возникают при р<2,5°. При р>24° форма полос сброса выражена нечетко. [c.149]

Трудности в установлении однозначной связи между шероховатостью поверхности и фрактальной размерностью структуры излома вполне очевидны. Уже отмечалось, что в реальных физических процессах самоподобие фракталов обеспечивается на ограниченных масштабах. Причиной этому является зависимость рельефа поверхности от локальных процессов разрушения, формирующих излом. Здесь мы опять приходим к проблеме о связи процессов на различных масштабных уровнях. Накопленный массив экспериментальных данных, полученных при электронномикроскопических исследованиях хюверхно-сти изломов показывают, что установление этой связи требует учета многих внешних факторов, влияющих на механизм локального разрушения. Фракто-графические исследования позволяют заключить, что на микроуровне и мезо-уровне сохраняются те же характерные признаки вязкого и хрупкого разрушения, как и на макроуровне. В этой связи следует отметить, что большую информацию несут фрактографические исследования усга юстных разрушений при низких скоростях роста трещины. В этом случае легко выявляется кооперативное взаимодействие хрупких и вязких механизмов разрушения. На рисунке 4.43 показаны фрактограммы, полученные при большом увеличении с локальных зон усталостных изломов. [c.330]

Иллюстрацией рассмотренных механизмов могут служить тонкая структура и фрактография поверхности излома композиционного материала, представленные на рис. 3. Так, электронная микроскопия приповерхностных слоев ст. Х18Н10Т с Мо-покрытием после испытаний при пониженных температурах и высоких напряжениях позволяет обнаружить в структуре основного материала вторичные фазы, образующиеся при напылении и способствующие возрастанию концентрации напряжений в локальных зонах в то же время имеются участки, свободные от дислокаций. Эта микроструктура иллюстрирует реализацию механизма [c.106]

Известно несколько механизмов, определяющих причины возникновения закрытия трещины или неполного ее смыкания при снятии нагрузки [27, 28]. Все они в той или иной мере указывают на возникновение смыкания берегов трещины из-за наличия остаточных сжимающих напряжений перед вершиной трещины, пластических сдвигов в вершине трещины и пр. (рис. 3.15). Применительно к металлам, в которых у поверхности образца или детали выявлен зигзагообразный характер распространения трещины, неполное смтлкапие ее берегов объясняют возникновением контакта по элементам рельефа формируемого развитого излома. Перемещение локальных участков поверх- [c.150]

Извилистая траектория трещины рассматривается в качестве доказательства того факта, что смещение берегов усталостной трещины в ее вершине происходит не только в направлении приложения нагрузки при одноосном циклическом растяжении, но и по типу Кц — поперечное смещение берегов трещины [81], как это показано на рис. 3.15б. Оно вполне естественно в силу уже указанной выше неоднородности процесса формирования зоны пластической деформации вдоль всего фронта трещины. Ее формирование происходит в условиях реализации волнового процесса передачи энергии от одной зоны к другой. Поэтому неизбежно возникновение участков с наибольшей и наименьшей концентрацией энергии. Там, где реализован максимальный уровень энергии, имеет место подрастание трещины в локальном объеме после исчерпания пластической деформации [82]. В зонах фронта трещины с минимальной концентрацией энергии происходит запаздывание разрушения по отношению к другим зонам фронта трещины, что создает предпосылки к реализации эффекта мезотуннелирования трещины (рис. 3.16). Эта ситуация может определяться различиями локальных пластических свойств материала из-за различий пространственной ориентировки кристаллографических плоскостей от зерна к зерну. Такая ситуация, например, характерна для формирования фронта трещины в титановых сплавах (см. рис. 3.166). Процесс распространения усталостной трещины в срединных слоях материала вдоль вершины трещины оказывается сложным и связан с различными эффектами, в том числе и с эффектом изменения траектории трещины, ветвлением и мезотуннелированием. В результате этого реальная поверхность излома после распространения трещины является шероховатой, что создает предпосылки в процессе роста трещины для возникновения различных эффектов контактного взаимодействия ее берегов. Они препятствуют закрытию берегов усталостной трещины, что влияет на темп подрастания трещины. [c.150]

Локальный разогрев материала приводит к окислению его поверхности, поверхности частиц и к образованию на перемычке слоя графитоподобного вещества толщиной не менее 200 нм за счет пиролиза паров углеродных соединений, присутствующих в атмосфере. Особенно это характерно для машинных испытательных залов. В образуемых на поверхности излома слоях содержится кислород в результате процесса окисления и другие элементы — S, С1, Р, N, К, Са, диффундирующие из внутренних объемов металла, а также адсорбированные из окружающей среды. В слое [c.159]

Несколько более трз доемки методы борьбы с локальным наклоном исследуемого участка. При любом наклоне видимый период меньше реального, поэтому, получая ряд спектров Фурье для различных наклонов объектов в РЭМ, можно найти тот, в котором фиксируется наибольший период, — это и будет спектр, по которому максимально достоверно определяются истинные размеры структуры излома. Ряд менее значительных артефактов (импульсные шумы РЭМ, нелинейность разверток на краях кадра и др.) исключается комплексом аппаратно-программных методов. [c.208]

Многочисленные измерения на образцах из алюминиевых сплавов Д16Т, Д1Т, АК6 и АВТ максимальной величины шага усталостных бороздок, при достижении которой происходит быстрое нарастание по длине излома ямочного рельефа, свидетельствуют о ее величине около 4-10 м. После перехода трещины через эту точку процесс статического или квазистатического локального [c.221]

Разрушение материала трех исследованных дисков (условно далее — № I, № II и № III) одной плавки при одинаковых условиях нагружения принципиально отличалось друг от друга. В образцах из диска № I, разрушившегося в эксплуатации, развитие трещины при треугольной и трапецеидальной форме цикла нагружения шло преимущественно с формированием фасеточного рельефа излома, титанового сплава ВТ8 (рис. 7.16о, б). Усталостные бороздки в изломе формировались на локальных j a TKax в виде блоков из 15-20 бороздок. Площадь участков бороздчатого рельефа составляла менее 5 % от всей площади излома. [c.368]

Полученные при исследовании кинетические кривые (рис. 7.28) показывают, что при наложении на выдержку около 1000 циклов малой амплитуды с частотой 150 Гц материал начинал проявлять чувствительность к бигармоническому нагружению уже при / niax < 20 МПа-м / . Этот результат совпадает с данными, представленными ранее (см. рис. 7.14). Число циклов низкой амплитуды оказывало сушественное влияние на величину продвижения трещины за блок нагружения. При этом блок нагружения по своим параметрам соответствовал условиям многоциклового вибрационного нагружения диска за ПЦН. Сопоставление фрактографических параметров излома при разных условиях нагружения показало, что при СРТ в пределах 10 м/цикл от циклов малой амплитуды на изломе формировались только фасетки ква-зихрупкого внутризеренного и внутрифазного разрушения материала, а усталостных бороздок в изломе не было. Бигармоническое нагружение при СРТ, когда материал проявлял чувствительность к циклам малой амплитуды, вызывало формирование преимуп1 ественно фасеточного отражающего пластинчатую щ + (3 ,)-структуру материала рельефа излома, на фоне которого имелись локальные [c.384]

Под действием высокого уровня сжимающих напряжений происходит контактирование берегов усталостной трещины и их взаимное перемещение по локальным площадкам. Вместе с тем после перегрузок 1,8 и 1,5 в изломе на j a TKe контактного взаимодействия берегов трещины появлялись сферические частицы (рис. 8.15). Это явление отвечает влиянию компоненты нагрузки Кщ [c.426]

Рис. 9.15. Схема излома диска II ступени КНД двигателя Д-30 при развитии трещины по радиусу в направлении ступины с детализацией зоны зарождения трещины. Каскад стрелок указьшает локальную ориентировку роста трещины перпендикулярно фронту усталостных бороздок

В ходе изучения кинетики зарождения и развития усталостной трещины было показано, что к моменту последнего полета вертолета в лонжероне лопасти усталостная трещина протяженностью около 80 мм уже имела место при окончательной длине трещины около 110 мм и ее площади около 60 % по отнопгенню ко всему сечению лонжерона. Последний полет происходил при нестабильном развитии усталостной трещины, когда ее скорость существенно превышает указанную выше величину максимальной скорости стабильного роста трещины. Поэтому продвижение трещины было осуществлено на значительную длину, составившую около 20 мм (рис. 12.11). Причем характерно, что на относительном радиусе лопасти 0,5 процесс роста трещины шел менее интенсивно, чем на относительном радиусе лопасти 0,7. Из изменения параметров рельефа излома видно насколько близким к драматическому исходу было развитие усталостной трещины в лонжероне в последнем, коротком полете вертолета. Только в отдельных локальных зонах по сечению еще происходило устойчивое подрастание трещины. При частоте вращения лопасти 120 об/мин средняя скорость распространения усталостной трещины составила около 20/(10 X 120) = 1,6 10 м/цикл. Это на порядок больше, чем для максимальной скорости стабильного роста трещины в алюминиевых сплавах, что еще раз подтверждает драматический характер развивавшихся событий в последнем полете вертолета. [c.649]

В общем случае (В. С. Иванова и Л. А. Маслов) в изломе выделяют три основные зоны />—зона чисто усталостного разрушения, характеризующаяся наличием усталостных полос (макро- и микрополос, наблюдаемых в электронном микроскопе) U — зона перехода или зона смешанного разрушения ( ямочное как результат локальных разрушений впереди трещины, хрупкие участки и усталостные полосы) и, наконец, /г — зона долома. Длина усталостного пятна l)=ia+ld. Исчезновение зоны I, свидетельствует о том, что с увеличением напряжения происходит смена напряженного состояния, реализуемого в локальном объеме впереди трещины. Хруп- кое разрушение в условиях плоской деформации сменяется на квазивяз-кое. Для оценки микрорельефа поверхности и профиля излома в институте металлургии им. А. А. Байкова разработано оригинальное телевизионно-аналоговое устройство. [c.45]

В зоне усталостного разрушения наблюдается характерная аю-лосчатость, концентрически расходящаяся из очага излома. Усталостные полосы образуются, когда напряженное состояние в локальных объемах у вершины развивающейся трещины соответствует условиям плоской деформации. [c.49]

Усталостные полосы, бороздки, линии остановки фронта трещины или, как их еще называют, криволинейные метки на поверхности усталостного разрушения характерны тем, что они а) практически взаимно параллельны и расположены под прямым углом к локальному направлению раопространения трещины б) отстоят друг от друга на расстоянии, изменяющемся с изменением амплитуды цикла в) по количеству равны числу циклов нагружения г) как правило, объединяются в группы, внутри которых все метки непрерывны и имеют длину, увеличивающуюся по мере ухода из очага излома. [c.49]

Существуют характеристики изломов, связанные с общей и локальной повреждаемостью материала, такие, как, например, соотношение в изломе величины усталостной зоны и зоны долома при высокотемпературной усталости, относительная доля межзеренного разрушения в доломе при повторных нагру-5кениях, соотношение величин и С точки зрения изучения повреждаемости особого внимания заслуживает анализ [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...