Процесс разрушения

Коррозия является самопроизвольным процессом разрушения металлов в отличие от не называемого коррозией преднамеренного разрушения металлов при их растворении в кислотах (с целью получения солей), в гальванических элементах (с целью получения постоянного электрического тока), при анодном растворении в электролизерах (с целью последующего катодного осаждения металла из раствора) и т. п. Причина коррозии металлов — химическое или электрохимическое взаимодействие с окружающей средой — отграничивает коррозионные процессы от процессов радиоактивного распада металлов и от эрозии — механического разрушения металлов (при шлифовке металлов или износе трущихся деталей машин). [c.8]

Заклепочные соединения применяют для деталей, материал которых плохо сваривается, и в тех конструкциях, где важно растянуть во времени развитие процесса разрушения. Например, разрушение одной или нескольких из тысяч заклепок крыла самолета еще не приводит к его разрушению, но уже может быть обнаружено и устранено при контроле и ремонте. В сварных соединениях образование трещин сопровождается высокой концентрацией напряжений, что приводит к ускорению процесса разрушения, [c.51]

К22 Физико-механическое моделирование процессов разрушения— СПб. Политехника, 1993. — 391 с. ил. [c.2]

Таким образом, адекватный прогноз прочности и долговечности конструкции неразрывно связан с количественным анализом процессов разрушения, который учитывает вклад различных факторов в повреждаемость материала. [c.4]

В настоящей книге излагается предложенный авторами второй путь — физико-механическое моделирование процессов разрушения металлических материалов (правая часть схемы на рис. В.1), который наиболее продуктивно может применяться для анализа прочности и ресурса конструкций, работающих в сложных термосиловых условиях нагружения. Физико-механическое моделирование процессов разрушения материалов и элементов конструкций основывается на системном подходе к проблемам механики сплошной деформируемой среды, механики разрушения и физики прочности твердого тела. Данный подход позволил рассмотреть в органическом единстве задачи [c.9]

Преодоление указанных противоречий, по всей видимости, возможно при анализе процесса разрушения в конечном объеме материала (зерне) и при разделении процессов повреждения на такие три стадии, как зарождение и стабильный рост микротрещин в зерне, а также их объединение (в масштабе зерна) при нестабильном развитии. Тогда несовпадение зон максимального повреждения и развития разрушения становится понятным, так как совсем не обязательно, чтобы зона зарождения и роста микротрещин (зерно) совпадала с поверхностью их объединения (ниже процесс разделения зон повреждения и разрушения рассмотрен подробнее). [c.137]

Для анализа критических параметров и характера разрушения материала при длительном статическом и циклическом нагружениях целесообразно суммировать рассмотренные здесь механические и физические особенности процесса разрушения в виде схемы, приведенной на рис. 3.2, где линия 1 соответствует внутризеренному характеру разрушения по механизму, свойственному данному виду нагружения. При этом критические параметры (количество циклов до разрушения Nf при циклическом нагружении или пластическая деформация Zf при статическом нагружении) не зависят от скорости деформирования Кривая 2 соответствует межзеренному разрушению, для которого характерна чувствительность критических пара- [c.153]

Основная концепция механики разрушения базируется на предположении об идентичности поведения трещины в образце и элементе конструкции при одинаковых параметрах механики разрушения. Такое предположение имеет весьма существенное основание. Дело в том, что параметры механики разрушения однозначно определяют НДС у вершины трещины. Поэтому если при определенном значении параметра разрушился образец, то при идентичном параметре, а следовательно, и при идентичном НДС должен разрушиться элемент конструкции независимо от механизма разрушения. В изложенном допускается лишь одно положение, действующее во всей механике деформируемого твердого тела НДС однозначно контролирует процесс разрушения материала. [c.188]

Таким образом, параметры механики- разрушения в общем представляют собой коэффициенты подобия, и преимущество ее использования как раз и состоит в том, что, определив коэффициенты подобия полей напряжений и деформаций, без рассмотрения и детального описания тонких процессов деформирования и разрушения материала у вершины трещины, можно прогнозировать развитие макроразрушения. Отказ от анализа процессов разрушения у вершины трещины привел к необходимости экспериментального получения большого количества эмпирических зависимостей, так как подобие НДС можно было обеспечить при весьма узком диапазоне изменения уровня и характера нагружения. Но это приемлемо только при оценке относительно просто нагружаемых конструкций, в случае же ответственных высоконагруженных конструкций прямое использование механики разрушения может не дать достаточно надежных результатов, что заставляет вернуться к подробному [c.188]

Анализируя результаты работ [33, 287, 288], изложенные выше, возникает ряд вопросов каков физический смысл Т -ин-теграла чем обусловлен выбор авторами работ [33, 287, 288] представленного на рис. 4.24,6 контура интегрирования каким образом использовать Г -интеграл для анализа устойчивости процесса разрушения. Последний вопрос возникает в связи [c.255]

Устойчивость сферических меж-фазных границ. Процесс разрушения капель и пузырьков чрезвычайно сложный и характеризуется взаимодействием сил поверхностного натяжения, вязкости и сил инерции. Условия для начала дробления можно получить, анализируя устойчивость жидкой сферы в потоке другой жидкости. Решение этой задачи даже в рамках малых возмущений очень сложно. Поэтому рассмотрим устойчивость первоначально плоской границы раздела двух идеальных жидкостей (т. е. эффекты вязкости отбрасываются) с плотностями р°, р2 и поверхностным натяжением S, движущихся с относительной скоростью V вдоль этой границы и с ускорением g в направлении. перпендикулярном к границе, причем g > О, если направлено от первой ко второй фазе. [c.256]

По характеру утраты работоспособности отказы могут быть внезапными и постепенными. При этом внезапность отказа при эксплуатации аппарата ввиду скрытности процесса разрушения еще не означает, что такой отказ может быть квалифицирован как внезапный. Спецификой внезапного отказа является независимость момента его наступления от длительности предыдущей работы элемента. К внезапным отказам можно отнести потерю устойчивости, хрупкое разрушение и другие случаи потери работоспособности. К постепенным отказам относятся большинство отказов элементов [c.61]

Для скорости процесса разрушения можно написать [c.123]

Это выражение характеризует кинетический процесс разрушения. Величина U = Uo - уа характеризует энергию активации процесса разрушения, а Uo - начальную энергию активации процесса разрушения при ст = О, постоянную для [c.123]

Самоподобное воспроизведение процесса разрушения по механизму удвоения бифуркаций можно описать функцией самоподобия в виде, представленном в [38] [c.72]

Циклическое нагружение является наиболее эффективным методом исследования дискретности процесса разрушения, так как позволяют дозировать, при определенных условиях нагружения, продвижение трещины за 1 цикл на ширину 1 бороздки. [c.189]

Наличие металлической связи придает материалу (металлу) способность к пластической деформации и к самоупрочнению в результате пластической деформации. Поэтому, если внутри материала есть дефект или форма детали такова, что имеются концентраторы напряжений, то в этих местах напряжения достигают большой величины и может возникнуть даже трещина. Но так как пластичность металла высока, то в этом месте, в том числе в устье трещины, металл пластически продеформируется, упрочнится и процесс разрушения приостановится. [c.60]

Однако эта задача, т, е. создание характеристик (параметров) несплошио-го материала, используя которые мож1 о производить расчеты на прочность, была в последнее время решена. Изучение процессов разрушения с широким математическим обобщением привело к созданию определенного научного направления — механики разрушения. [c.75]

Истоки этого направления начинаются с работ А. Гриффитса (20-е годы), который показал, что разрушение высокопрочных материалов обусловлено имеющимися в теле трещинами или трещиноподобными дефектами, развитие которых и определяет весь процесс разрушения. Как указывалось выше (с. 72), концентрация напряжений в устье дефекта прямо пропорциональна корню квадратному из отношения его длины к радиусу закругления. Если напряжение в устье дефекта достигнет теоретической прочности, то произойдет хрупкое разрушение и трещина увеличится по длине. Такое местное разрушение в устье трещи-иы может перейти в самопроизвольное, если уме[1ьшение упругой энергии, обусловленное приростом трещины, будет превышать работу, необходимую для образования новых поверхностей, т. е. поверхностная энергия должна быть меньше высвобождающейся упругой энергии. [c.75]

Большинство феноменологических моделей, описывающих процесс разрушения, в том числе усталостного, основываются на рассмотрении элементарного акта разрушения в бесконечно малом объеме материала [12, 38, 141, 282, 336, 349, 351]. Такой подход обязательно приводит к постулированию совпадения зон максимального повреждения и разрушения материала. При моделировании развития трещин в сплошной среде, где любой параметр НДС и повреждения относится к материальной точке, разрушение должно пройти через совокупность точек с максимальной повреждаемостью. В целом ряде случаев построенные на этой основе модели не позволяют объяснить существующие экспериментальные данные. Например, известно, что при смешанном нагружении тела с трещиной, описываемом совместным изменением КИН Ki и Ки, фактическое увеличение скорости развития трещины при росте отношения AKnl Ki оказывается существенно выше, чем это следует из НДС (и соответственно повреждения) в точках, через которые пройдет трещина [58]. В предельном случае при нагружении тела с трещиной только по типу II скорость роста определяется величиной максимальных деформаций, локализованных на продолжении трещины, а направление развития разрушения оказывается перпендику- [c.136]

Рассмотрим некоторые лeд tвия разработанной модели и их физическую интерпретацию применительно к распространению усталостных трещин в сталях средней и высокой прочности. Для этого кратко остановимся на результатах структурного изучения процесса разрушения при росте усталостных трещин. Фрактографические исследования показывают, что поверхность разрушения при развитии усталостных трещин в указанных сталях представлена в основном следующими фрактурами чисто усталостной, для которой характерно наличие вторичных микротрещин [146] (в данной работе эта фрактура названа чешуйчатой), а также фрактурами хрупкого типа (микро- и квазискол) [57, 113, 283]. Бороздчатый рельеф, свойственный усталостным изломам большинства металлов с ГЦК решеткой, как правило, отсутствует либо наблюдается в ограниченном диапазоне условий нагружения, как и участки с меж-зеренным и чашечным строением [57, 113, 372, 389]. Доля различных фрактур в изломе существенно зависит от условий испытания. Для сталей средней и высокой прочности можно отметить следующие общие закономерности изменения усталостного рельефа с ростом размаха коэффициента интенсивности напряжений доля микроскола с увеличением АЯ уменьшается при переходе от первого ко второму участку кинетической диаграммы усталостного разрушения иногда появляются области межзеренного разрушения на втором участке доминирует усталостная фрактура с микротрещинами на третьем участке кинетической диаграммы усталостного разрушения в ряде случаев наблюдаются бороздчатый рельеф и области с ямочным строением. [c.221]

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]

Термин коррозия происходит от латинского слова согго-з1о , что означает разрушение, разъедание. По отношению к металлу этот термин характеризует как процесс разрушения металлов и сплавов, так и результат этого разрушения. Термин коррозия применяют также и к явлениям разрушения неметал--чических материалов — коррозия бетона, пластмасс и т. д. [c.5]

В. данной главе рассматриваются вопросы химической коррозии металлов. Процесс разрушения металлов и сплавов вслодст-ине взаимодействия их с внешней средой, не сопровождающийся возникновением электрических токов, называют химической коррозией. Характерной особенностью процесса химической коррозии является, в отличие от электрохимической коррозии, образование продуктов коррозии непосредственно в месте взаимодействия металла с агрессивной средой. Химическая коррозия подчиняется основным законам химической кинетики гетерогенных реакций и наблюдается при действии на металл сухих газов или жи.чкпх иеэ.лектролитов. [c.131]

Влияние напряжений на разрушение металла в условиях водородной коррозии зависит не только от величины напряжения, но и от 1л о. арактера. Установлено, что в основном ускоряют процессы разрушения металла растягивающие напряжения. В про-цссся, синтеза аммиака благоприятное влияние на скорость во- [c.151]

Таким образом, по схеме а) при достаточно больших числах Бонда Во разрушение происходит из-за развития так называемой неустойчивости Рэлея — Тейлора, а по схеме б) при достаточно больших числах Вебера We — из-за развития так называемой неустойчивости Кельвина — Гельмгольца. Естественно ожидать, что чем больше I или превышение чисел Бонда и Вебера по сравнению с критическими значениями (We — We и Во — Boj ), тем процесс разрушения будет происходить быстрее. Критические значения чисел Бонда Во и Вебера We ц 2п должны [c.258]

Изна1ниваиие - процесс разрушения и отделения материала с поверлносги твердого тела и (или) накопление его остаточной деформации при трении. Износ [c.15]

Виды изнашивания. Изнашивание — процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела, проявляюш,ийся в постепенном изменении размеров и формы тела при этом мо1 ут изменяться и свойства поверхностных слоев материала. [c.243]

Изучение процесса разрушения показало односторон-нос гь распространенного мнения о сопротивлении отрыву как о гюстоянной материала и привело к замене схемы одновре-ме11н<5го (по всему сечению) разрушения схемой постепенно распространяющейся трещины. Типичным считается развитие трещины из одного или немногих центров. Квазиодновременность разрушения (при определении сопротивления отрыву) рассматривается как частный случай. [c.117]

Однако в условиях эксплуатации деталей, в результате наличия надрезов, перекосов, влияния среды и т.п., стадия разрушения (т.е. возникновение и развитие трещины) появляется задолго до исчерпания несущей способности (до максимальной величины нагрузки, выдерживаемой деталью). При этом прочность материала (детали в идеализированных условиях) недоиспользуется или даже не используется вовсе. Длительность процесса разрушения (роста трещины) до полного разрушения занимает значительную часть жизни детали, доходя до 90% и выше. Главное - темп роста трещины, а не факт ее наличия. Поэтому для повышения прочности необязательно повышать среднее сопротивление отрыву - достаточно регулировать процесс появления и, в особенности, развития трещин. В конструкциях применяют различные препятствия, тормозящие развитие трещин и сигнализирующие об их появлении, а также дополнительные элементы конструкции, берущие на себя часть нагрузки при уменьшении жесткости от возникшей трещины. Необходимо развивать методы расчета, пути распространения трещины (траектории трещины), связи ее размеров с внешней нагрузкой и кинематические характеристики движения конца трещины. [c.118]

Современная теория физики твердого тела рассмагриваег процесс разрушения материала как постепенный кинетический термоактивационный процесс, развивающийся в механически напряженном материале с момента приложения нагрузки любой величины. [c.122]

Износостойкостью должны обладать детали, работающие в условиях трения (опорные части осей и валов в подшипниках, шарики и ролики в подшипниках качения, зубья зубчатых колес, поверхности фрикционных колес, профили кулачков и т. д.). Под износостойкостью понимают способность трущихся поверхностей противостоять процессу разрушения поверхностных слоев трущихся тел, который приводит к у.иеньше-нию их размеров (износу) в направлении, перпендикулярном поверхности трения. [c.170]

Процесс разрушения, как показано в [10], является неравновесным фазовым переходом. Поэтому можно считать, что процесс самоорганизации диссипативных структур носит циклический характер, подчиняющийся закономерности удвоения периода, а система в виде деформируемого твердого тела является сис емой с обратной связью. Это означает, что циклический характер процесса разрушения, связанный с неравновесными фазовыми переходами в точках бифуркации, самовоспроизводится. При переходах устойчивость-пеустойчивость-устойчивость значение предыдущей итерации является начальным значением для следующей. [c.72]

Прежде всего следует акцентировать внимание на том, что С.Н. Журков был одним из первых, кто обнаружил универсальность временной зависимости прочности, введя в рассмотрение процесса разрушения фактор времени. Эта идея поколебала установившуюся точку зрения на разрушение как мгновенного акта. Концепция .IL Журкова связана с утвсрждишем, что разрушение является по своей природе термофлуктуационным процессом, в котором внешняя сила не осуществляет непосредственно разрыва межатомных связей, а лишь препятствует рекомендации разорванных связей. Зависимости между временем до разрушения, скоростью ползучести с (скорости накопления деформации) и напряжением а имеют вид [c.262]

Опыты, оценивающие долговечность, проведенные с целью определения энергии активации процессов разрушения, заключались в следующем определяли время до разрушения образцов при заданных температуре и уровнях напряжений, поддерживаемых в процессе опыта постоянными. Для нахождения температурной и силовой зависимостей начальной энергии активации проводили массовые испытания (десятки сотен образцов) в широком диапазоне напряжений и температур при изменении долговечности различных твердых тел (в том числе полимеров) на несколько гюрядков. Эти исследования позволили установить, что семейство линейных зависимостей lgx=f(a) при разных температурах представляет собой пучок прямых, пересекаюгцихся в полюсе io=10 . [c.263]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...