Старт

Рис. 34. Система Старт-стоп фирмы Фольксваген

Выше были рассмотрены условия старта макротрещины, обусловленного хрупким или вязким зарождением разрушения в ее вершине. Сам факт такого старта в общем случае не является гарантом глобального разрушения элемента конструкции. Так, для развития трещины по вязкому механизму требуется непрерывное увеличение нагрузки до момента, когда трещина подрастает до такой длины, при которой дальнейший ее рост может быть нестабильным [33, 253, 339, 395]. При хрупком разрушении нестабильное развитие трещины начинается сразу после ее старта, но тем не менее трещина может остановиться, не разрушив конструкции, что может быть связано с малой энергоемкостью конструкции (не хватает энергии на обеспечение динамического роста трещины) или определенной системой остаточных напряжений (попадание трещины в область сжатия). [c.239]

Таким образом, надежность конструкции в общем случае определяется не только условиями старта трещины, но и кинетикой ее роста. [c.239]

Как было показано выше, старт трещины при хрупком разрушении реализуется по механизму встречного процесса, который включает зарождение и развитие микротрещины в зоне предразрушения и ее объединение с макротрещиной. После объединения микротрещины с макротрещиной и по сути подвиже-ния макротрещины на некоторую длину возникает вопрос по какому механизму будет происходить дальнейшее развитие макротрещины Возможна реализация двух альтернативных механизмов развития макротрещины. [c.239]

Первый механизм базируется на представлении, что рост макротрещины происходит за счет непрерывного зарождения у ее вершины микротрещин, которые, развиваясь, объединяются с макротрещиной. Иными словами, рост макротрещины есть не что иное, как непрерывный акт зарождения хрупкого разрушения в масштабе порядка размера зерна. Очевидно, что при хрупком развитии трещины по первому механизму необходима достаточно большая энергия, так как непрерывно (по мере роста трещины) должны обеспечиваться необходимые и достаточные условия зарождения макроразрушения (см. раздел 2.1), что связано с меньшим или большим, но обязательно с наличием пластического деформирования у вершины движущейся макротрещины. По всей видимости, диссипация энергии при старте [c.239]

Таким образом, развитие хрупкого разрушения не происходит по встречному механизму (в отличие от рассмотренного ранее усталостного роста трещины или старта хрупкой тре- [c.241]

В тех случаях, когда старту и развитию трещины при хрупком разрушении предшествует развитая пластическая деформация, обусловленная квазистатическим нагружением, НДС у вершины трещины, а следовательно, и условие страгивания трещины контролируются /-интегралом Черепанова—Райса [257] [c.242]

Следует отметить, что в момент страгивания трещины возможно значительное пластическое деформирование конструкции, при котором диссипация энергии может оказать существенное влияние на кинетику трещины. При развитии трещины в подавляющем большинстве случаев пластическая деформация локализована у вершины движущейся трещины. Формулировка энергетического баланса в виде уравнения (4.75) дает возможность проводить анализ развития трещины в упругой постановке, поскольку диссипация энергии у вершины движущейся трещины включена в 2ур. Таким образом, необходимо решать упругопластическую задачу до момента старта трещины, а при анализе ее развития можно использовать решение упругой задачи. Такое моделирование кинетики можно осуществить путем завышения предела текучести материала после старта трещины. [c.246]

На текущем этапе Дт решается динамическая упругопластическая задача до момента старта трещины или упругая — после ее страгивания. При этом учитываются поля остаточных деформаций ео по алгоритму, описанному в разделах 1.2 и 4.1.3. Остаточные деформации во позволяют моделировать [c.249]

Для стационарной трещины по формуле (4.70) вычисляется /-интеграл. Проверяется условие старта трещины по критерию /-интеграла при его выполнении осуществляется переход к п. 4, в противном случае — к п. 1. [c.249]

На рис. 4.21 представлена зависимость СРТ от относительной длины трещины при старте трещины в поле постоянного растя- [c.250]

Видно, что по мере продвижения трещины и приближения кривых FB и DB к кривой AB зависимости T AL), полученные как при нагружении по кривой FB , так и по кривой DB , стремятся к значениям Ji близким к искомому Ji - Во втором приближении с помощью МКЭ определяется нагрузка Pi отвечающая старту трещины на основании условия Т [c.261]

Субкритическое и динамическое развитие трещины. Развитие трещины при хрупком разрушении в отличие от ее старта, по всей вероятности, не происходит по механизму встречного роста, что связано с непосредственным развитием магистральной трещины. Данное обстоятельство позволяет напрямую (без анализа НДС у вершины трещины) использовать концепцию механики разрушения, сводящуюся к решению уравнения G v) = = 2ур(и). Нестабильное (динамическое) развитие хрупкой трещины как при статическом, так и при динамическом нагружениях достаточно хорошо моделируется с помощью метода, рассмотренного в подразделе 4.3.1 и ориентированного на МКЭ. В этом методе используются специальные КЭ, принадлежащие полости трещины, модуль упругости которых зависит от знака нормальных к траектории трещины напряжений увеличение длины трещины моделируется снижением во времени модуля упругости КЭ от уровня, присущего рассматриваемому материалу, до величины, близкой к нулю. Введение специальных КЭ позволяет учесть возможное контактирование берегов трещины при ее развитии в неоднородных полях напряжений, а также нивелировать влияние дискретности среды, обусловленной аппроксимацией, КЭ, на процесс непрерывного развития трещины. [c.266]

Ракета стартует с Луны вертикально к ее поверхности. Эффективная скорость истечения Не = 2000 м/с. Число Циолковского 2 = 5 ). Определить, какое должно быть время сгорания топлива, чтобы ракета достигла скорости о =3000 м/с (принять, что ускорение силы тяжести вблизи Луны постоянно и равно 1,62 м/с ). [c.334]

Космический корабль, движущийся по круговой спутниковой орбите, должен стартовать с нее путем получения касательного импульса скорости и выйти на гиперболическую орбиту с заданным значением скорости на бесконечности Voo. При каком радиусе го начальной круговой орбиты величина необходимого импульса и будет наименьшей [c.395]

Если на покоящееся или движущееся тело действует поверхностная сила Q P, то внутренние усилия в любом сечении тела будут меньше, чем при его покое на земной поверхности (явление недогрузки)-, если же действующая поверхностная сила Q>P (например, Q — сила тяги вертикально стартующей ракеты), то внутренние усилия в любом сечении тела будут больше, чем при его покое на земной поверхности (явление перегрузки). Наконец, когда Q=0 и тело движется свободно под действием только массовых сил (сил тяготения), т. е. находится в состоянии невесомости, то под действием этих сил никаких внутренних усилий в теле не возникает [c.260]

Задача 1405. Считая, что в условиях предыдущей задачи корабль стартует без людей, благодаря чему допускаемое ускорение увеличивается в 25 раз, найти начальную массу корабля. [c.512]

Модель ракеты, имевшая в момент старта вес Р=10Н, поднимается вертикально вверх. Пренебрегая сопротивлениями движению ракеты, определить ее ускорение, если относительная скорость истечения продуктов сгорания топлива и = 1000 м/с, а секундный расход топлива составляет 0,05 кг/с. [c.107]

Пример. Ракета движется в инерциальной Л -системе отсчета в отсутствие внешнего силового поля, причем так, что газовая струя вылетает с постоянной относительно ракеты скоростью и. Найдем зависимость скорости v ракеты от ее массы т, если в момент старта ее масса была равна та. [c.78]

К, Э. Циолковский (1857—1935)—выдающийся русский изобретатель и исследователь в области реактивного движения. (Вторая формула Циолковского соответствует вертикальному старту ракеты с учетом действия [c.113]

Кратковременные испытания не характеризуют в полной мере свойство металлов и сплавов при высоких температурах, а дают лишь приближенные представления о их жаропрочности. На основании кратковременных испытаний на растяжение можно получить лишь представление о способности исследуемого материала к горячей обработке давлением (ковке, штамповке, прокатке), а также о поведении материала деталей в начальный период их работы, например, в реактивном двигателе при старте самолета или космического корабля. [c.105]

На рис. 20.3 точка А отмечает место старта ракеты, В — место выхода спутника на круговую орбиту. [c.363]

В городском цикле движения автомобиля до 50% времени двигатель работает на токсичных нетяговых режимах, холостом ходу и в режиме торможения. Возможно полное отключение двигателя на данных режимах, как это сделано в так называемой системе старт—стоп , разработанной фирмой Фольксваген [30]. Между двигателем и коробкой передач последовательно расположено стартовое сцепление /, маховик 2 и обычное сцепление 3 (рис. 34). При переходе двигателя с тяговых режимов на нетяговые автоматически отключаются обе муфты сцепления, выключается зажигание двигателя, маховик вращается с первоначальной скоростью, имеется определенный запас кинетической энергии. При необходимости дальнейшего разгона авто-.мобиля включается стартовое сцепление, и двигатель запускается от вращающегося маховика. Экономия топлива в городском цикле достигает 25%, а выбросы СО и СпНт уменьшаются пропорционально доле выбросов нетяговых режимов в балансе ездового цикла. [c.63]

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

После старта трещины при задании внешней нагрузки Р, обеспечивающей автомодельность локального НДС, Г -инте-грал, рассчитанный по контуру 1 (Т ), практически не изменялся, в то время как интеграл Т, рассчитанный по контуру 2 Т ), возрастал по мере роста трещины (см. рис. 4.24,в). Полученные результаты позволяют сделать вывод, что параметр Т однозначно контролирует НДС у вершины развивающейся трещины для описания НДС с помощью Г необходимо использо- [c.257]

Анализ субкритического развития трещины начинается с определения момента ее старта, который контролируется параметром Ji . Существуют различные методы испытаний для определения he. Прямые методы разности потенциалов, разгрузки, акустической эмиссии позволяют с помощью одного образца непосредственно фиксировать момент старта трещины и величину бхс, далее посредством пересчета определять he [134, 135, 219]. Недостатки этих методов заключаются в том, что приходится использовать довольно сложное оборудование кроме того, имеются материалы, у которых трудно дифференцировать изменение податливости образца, обусловленное текучестью или стартом трещины [13. Косвенные методы (испытания по ГОСТ 25.508—85 [143], ASTM Е399—74 [419], методы Гриффитса [330], Бигли—Лэндеса [350]) определения he требуют испытаний нескольких образцов с различными уровнями нагружения. В результате этих испытаний строится /н-кривая. Далее путем графических построений определяется величина he. [c.260]

В настоящей работе предлагается экспериментально-расчетный метод определения Ju с использованием диаграммы P — AL, полученной для одного образца [130, 133]. В основе метода лежит концепция постоянства параметра Т после старта трещины, иными словами, концепция однозначного соответствия диаграммы Р — AL с условием Т (АL) = onst = he. [c.260]

Задача состоит в определении истинной зависимости Р — AL на участке AL < ALb (по известным кривым ВС или ВС ) из условия 7" (AL) = onst, что позволит определить нагрузку старта трещины Ри и соответствующее ей значение трещино-стойкости he. Предположим, что при AL С ALb искомая зависимость Р — AL отвечает кривой АВ [ранее кривая АВСС была рассчитана с помощью МКЭ из условия 7 (AL)= onst для образца с центральной трещиной, геометрия и свойства материала которого использовались ранее]. Очевидно, что процесс [c.260]

НДС, что соответствует условию Т =1 с [J рассчитывается с учетом кинетической энергии по формуле (4.81)], осуществлялись старт трещины и ее распространение в условиях возрастания внешней нагрузки (рис. 4.29,а). Критерием продвижения трещины является соблюдение автомодельности НДС в ее вершине, которое осуществляется путем выбора СРТ v dLldx. Расчет НДС осуществлялся МКЭ в динамической упругопластической постановке, моделирование развития трещины производилось в соответствии с методом, изложенным в подразделе 4.3.1. Кинетика НДС, v и Г -интеграла, вычисленного для различных типов контуров интегрирования, представлена на рис. 4.29. Видно, что для обеспечения условия автомодельности НДС в вершине движущейся трещины скорость ее роста v должна непрерывно возрастать (при данном характере нагружения). Зависимости T AL) имеют те же особенности, что и в случае квазистатического нагружения. Наиболее стабильное поведение имеет величина Т, что позволяет использовать ее [c.263]

Движение космического корабля после его отделения oi остатков ракеты-носителя соверщается под действием силы тяготения Земли при старте с ее поверхности. Высота над Землей, где космический корабль начинает свое автономное движение после работы двигателей, достаточно велика и силой сопротивления воздуха можно пренебречь. Можно пренебречь также силами тяготения Солнца и других планет, если движение космического корабля происходит вблизи Земли. [c.546]

Задача 1361. Для определения скорости летательного аппарата в период старта (по вертикали) используется интегратор, схема которого показана на рис. 750. Ротор гироскопа помещен в кожухе А, который может вращаться вокруг горизонтальной оси 00. В момент ста рта конец В оси гироскопа освобождается от опоры, и кожух оказывается висящим на оси 00. При этом моменты веса п силы инерции создают прецессию относительно вертикальной оси OiOi. [c.493]

Задача 1386. Космическая четырехступеичатая ракета, предназначенная для исследования ионосферы, стартует с Земли вертикально. Необходимая конечная скорость = П 500 лг/ес /с. Считая полезный груз четвертой ступени /к =100 кг, относительную скорость и истечения газов во всех ступенях одинаковой и равной 2500 м1еек, найти начальную массу ракеты, если отношение массы [c.507]

Задача 1403. По одному из проектов, межпланетный пассажирский корабль с атомным двигателем стартует вертикально. Считая конечную массу корабля равной 10 т, скорость истечения газов равной 100 км1еек, найти начальную массу корабля, если в целях безопасности пассажиров его ускорение во все время старта поддерживается равным 12,8 м/еек а конечная скорость равна 12,8 км1сек. Учесть изменение силы тяжести с изменением высоты (радиус Земли равен 6400 км). Сопротивлением воздуха пренебречь. [c.512]

Длл запуска па околоземную орбиту искусственный с утник Земли или космический корабль необходимо сначала вывести за пределы атмосферы. Поэтому космические корабли стартуют вертикально. На высоте 200 — 300 км от поверхности Земли атмосфера очень разрежена и почти не влияет на движение космических кораблей. На такой высоте ракета делает попорот и сообщает аппарату, запускаемому на орбиту ие-кусстаепного спутника, первую космическую скорость в направлении, перпендикулярном вертикали (рис. 32). [c.27]

Найти траекторию ракеты, если и = и и в момент старта ракеты и -- 0) самолет находился в положении С. Кривизну поверхности Земли не учитывать, уравнеино траектории раксггы Н1)едставить в виде х = jiij). [c.40]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...