Работа пластической деформации

Работа зарождения трещины равна работе пластической деформации и работе упругой деформации Ввиду крутого наклона кри- [c.64]

Однако здесь величина о - эффективная поверхностная энергия, представляющая собой удельную (на единицу вновь образующейся поверхности) работу разрушения. Она включает, помимо истинной поверхностной энергии сг, работу пластических деформаций на единицу поверхности трещины, т е. энергию искажений решетки, возникающих при развитии трещины. Величина сг может на несколько порядков превосходить истинное значение поверхностной энергии идеально хрупкого твердого тела. [c.128]

Как уже упоминалось, наличие пластической деформации у конца трещины приводит к увеличению затрат работы па ее продвижение. Эта работа должна быть определена экспериментально, но иногда ее можно вычислить аналитически, пользуясь некоторой моделью трещины и небольшим числом экспериментальных данных. В частности, как отмечалось выше ( 26), для плоского напряженного состояния пластическая область (работа пластической деформации в этой области отождествляется с работой разрушения) имеет удобную для расчета форму в виде узкой зоны перед краем трещины. Остальной объем тела находится в упругом состоянии. Используем энергетическое условие (4.6) для определения критических состояний равновесия. В дальнейшем это условие будет использовано для расчета докритических состояний ( 29) и долговечности при повторном нагружении ( 30). [c.231]

После достижения критической температуры хрупкости дальнейшее увеличение температуры сопровождается увеличением работы пластической деформации, которая одновременно реализуется в процессе зарождения и роста трещины. Вязко-хрупкий переход в разрушении сопровождается сменой доминирующего механизма роста трещин. [c.82]

Определение предельного или критического размера трещины, при достижении которого происходит быстрое развитие разрушения, а, следовательно, дальнейшая эксплуатация детали невозможна, основано на методах механики разрушения [1-4, 47-50]. Переход к быстрому разрушению может быть реализован в разных состояниях материала хрупко, вязко или смешанно вязко-хрупко. Промежуточное состояние материала при вязко-хрупком переходе, когда изменяются условия воздействия на материал, будем относить к вязкому разрушению с меняющейся работой пластической деформации в вершине распространяющейся трещины. [c.102]

Переход к быстрому разрушению в момент достижения предельного состояния образца или детали под нагрузкой наступает при меньших или больших затратах энергии в зависимости от того, в какой мере материал может реализовать работу пластической деформации вдоль фронта трещины в момент ее раскрытия. Вязкость разрушения ма- [c.103]

Разрушение элементов авиационных конструкций, как правило, сопровождается работой пластической деформации как на этане зарождения. [c.104]

Возрастающая толщина плоского образца перестает влиять на реализуемую работу пластической деформации после достижения некоторой критической величины th. В этом случае по мере увеличения толщины затрачивается все меньшая работа разрушения (рис. 2.15). В случае растяжения круглого образца с надрезом имеет место противоположный эффект [59]. С возрастанием диаметра образца имеет место возрастание вязкости разрушения, характеризуемой величиной Ki (рис. 156). [c.104]

Наиболее простым случаем нагружения плоской пластины является ее двухосное растяжение. Материал испытывает дополнительное стеснение пластической деформации при возрастании второй компоненты растяжения, что приводит к снижению работы пластической деформации. Возникающая при этом ситуация может быть охарактеризована через соответствующую поправочную функцию [73] [c.108]

Два различных по геометрии и условиям нагружения элемента конструкции будут обладать одинаковой вязкостью разрушения, если совершаемая работа пластической деформации материалом и степень его перенапряжения в комбинации по затратам энергии будут эквивалентны. Поэтому, например, условие (2.18) должно иметь общее представление для элемента конструкции с учетом (2.17) [c.112]

Возрастание скорости деформации оказывает влияние на вязкость разрушения материала через изменение его предела текучести [32]. Работа пластической деформации перед вершиной трещины уменьшается с возрастанием скорости деформации. Предельное состояние достигается при наименее энергоемком квазихрупком разрушении, когда работа пластической деформации не реализуется. Косвенно сказанное подтверждают результаты испытаний материала в области малоцикловой усталости. [c.113]

Нестабильное разрушение при росте трещины начинается в момент достижения предельного напряженного состояния материала, при котором уже не может быть реализовано ее стабильное подрастание в цикле нагружения. Предельный переход к нестабильному разрушению в условиях постоянной деформации и постоянного нагружения достигается при одной и той же величине предельного шага усталостной бороздки, поскольку именно ее величина характеризует свойство материала реализовывать работу пластической деформации и разрушения вплоть до достижения критического состояния, связанного с достижением неустойчивости в точке бифуркации. Это позволяет записать в случае постоянной деформации [c.222]

Еще один параметр, характеризующий свойство материала сопротивляться росту трещин, — модуль сдвига [Х. Его вводят в управляющий параметр второго уравнения синергетики. Была проведена серия теоретических работ по анализу деформирования материала у кончика трещины в процессе распространения усталостной трещины. В результате была показана необходимость введения в управляющий параметр 63 эффективной поверхностной энергии роста трещины Uf а также работы пластической деформации Wp (табл. 5.2). Она определяется, в том числе, площадью петли в цикле пластического деформирования, отнесенной к произведению прироста трещины в цикле на толщину образца (более точно — на длину фронта трещины). [c.242]

Раскрытие вершины усталостной трещины определяется уровнем остаточных напряжений, возникающих в пределах зоны пластической деформации перед ее вершиной. Это служит основанием для установления корреляции между продвижением трещины в цикле нагружения и радиусом зоны пластической деформации. Возможны две ситуации упругое и пластическое раскрытие вершины трещины. В первом случае работа пластической деформации осуществляется преимущественно перед вершиной трещины и связана в основном с формированием зоны пластической деформации. Во втором случае происходит и формирование зоны, и пластическое деформирование материала, приводящее к затуплению вершины трещины. За счет возникновения остаточных напряжений в пределах зоны пластической деформации имеет место эффект закрытия трещины, который оказывает влияние на продвижение трещины в цикле нагружения. [c.244]

Концентрация напряжений, вызванная упругими трещинами или скоплением дислокаций, существенно влияет на хрупкое разрушение, так как условие разрушения совершенно хрупких (т. е. упругих) твердых тел состоит в достижении максимальным напряжением критической прочности. В пластичных металлах концентрация напряжений подвержена пластической релаксации вследствие зарождения дислокаций и их движения на соседних плоскостях скольжения. Поэтому в процессе развития трещины совершается работа пластических деформаций. [c.66]

Известно, что после первого удара характер контакта меняется. При первом ударе длительность удара больше, а сила удара меньше, чем при последующих. При повторных ударах продолжительность удара сокращается, а сила удара увеличивается. Все эти изменения (при одинаковых энергиях удара) связаны с изменением механических, свойств в поверхностных слоях соударяющихся тел. В этой связи представляет интерес кривая, приведенная на рис. 68, которая показывает зависимость температуры от веса молота при повторном соударении. Сравнительная оценка температурных кривых при первом и повторных соударениях показала, что, имея одинаковый вид, они отличаются в количественном отношении. При повторных ударах температура во всем диапазоне изменения веса приблизительно на 40% меньше, чем при первом ударе. Это связано с тем, что вследствие контактного упрочнения, происшедшего после первого удара, работа пластической деформации при повторных ударах уменьшалась. [c.141]

В. С. Иванова приняла, что работа пластической деформации, затраченная на процесс разрушения образца, есть величина постоянная при любых напряжениях симметричного цикла, превышающих предел усталости, т. е. [c.57]

Сварка взрывом — сварка, при которой соединение образуется за счет совместной пластической деформации в результате вызванного взрывом соударения быстродвижущйхся деталей. Кинетическая энергия соударения соединяемых частей затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоев металла, приводящей к образованию сварного соединения. При этом часть работы пластической деформации переходит в тепло, которое может разогревать металл в зоне соединения до высоких температур, вплоть до оплавления локальных объемов. [c.116]

Однако здесь величина а - эффективная поверхностная энергия, представляющая собой удельную (на единицу вновь образующейся поверхности) работу разрушения. Она включает, помимо истинной поверхностной энергии <т, работу пластических деформаций на единицу поверхности трещины, т.е. энергию искажений решетки, возникающих при развитии трещины. Величи- [c.314]

Гриффитс предполагал, что величина бГ есть поверхностная энергия твердого тела, имеющая ту же физическую природу, что и для жидкости. Однако впоследствии выяснилось, что затраты энергии при создании новых поверхностей при развитии трещины связаны главным образом с работой пластической деформации объемов материала, расположенных перед фронтом трещины. Если линейные размеры этих объемов малы сравнительно с длиной трещины, то поток упругой энергии по-прежнему можно вычислить, сообразуясь только с упругим решением, а затрату энергии на разрушение относить теперь к работе пластической деформации. В этом состоит концепция квазихрупкого разрушения, изложенная в [231]. Эта концепция позволила перейти от идеального материала в схеме Гриффитса к реальным материалам. Эффективность этой концепции состоит в том, что разрушение реальных конструкций практически всегда происходит по квазихрупкому механизму — макрохрупкий излом содержит значительные остаточные деформации вблизи поверхности разрушения. Таким образом, оказалось возможным распространить теорию разрушения Гриффитса на решение инженерных проблем. Энергия Г обеспечивает существование твердого тела как единого целого, а при образовании новых поверхностей (из начального разреза) принято считать, что энергия Г имеет поверхностную природу и поэтому может быть выражена соотношением [c.328]

При использовании формул Гриффитса (156) и (158) для металлов необходимо учитывать энергию пластической деформации при распространении трещины. Без такого учета расчет по формулам (156) и (158) дает либо нереально заниженные значения разрушающего напряжения для /= onst, либо при a= onst столь значительные размеры трещин, что их расчетное значение превышает размеры опытных образцов. Поэтому Орованом предложено в формулу Гриффитса ввести вместо удельной поверхностной энергии величину e=e +ep, где е — общая энергия, необходимая для увеличения единичной площади трещины, включающая поверхностную энергию и работу пластической деформации е , затрачиваемую вследствие концентрации напряжений у движущегося конца трещины. Итак, для кристаллических материалов 2Ее о,5 [c.424]

По структуре формулы (161) и (157) не отличаются друг от друга, однако контролирующей процесс разрушения величиной в уравнении (161) является поверхностная энергия вп. Эта же величина контролирует и величину работы пластической деформации, которая намного больше, чем работа Сп образования новых поверхностей. Гилманом установлена связь между e и ер [c.425]

Так называемая линейная механика разрушения приписывает физически невозможной сингулярности реальный смысл. Подобная ситуация для механики сплошной среды не столь уж необычна, достаточно вспомнить, например, вихревые нити с нулевым поперечным сечением п конечной циркуляцией. Как оказывается, работа продвижения трещины, которая совершается либо в результате увеличения внешних сил, либо за счет уменьшения упругой энергип тела при увеличении размера трещины, непосредственно выражается через коэффициент при сингулярном члене в формуле для напряжений. Этот коэффициент называется коэффициентом интенсивности и играет для всей теории фундаментальную роль. Работа продвижения трещины может быть связана с преодолением сил поверхностного натяжения (концепция Гриффитса), с работой пластической деформации в малой области, примыкающей к концу трещины, либо с чем-нибудь еще. Важно при этом одно размеры той области, где соотношения линейной теории упругости так или иначе нарушаются, должна быть весьма малой. Тогда способность трещины к дальнейшему продвижению определяется единственной характеристикой — ра-бс.той на единицу длины пути, илп критическим коэффициентом интенсивности. [c.9]

Гриффитс предполагал, что величина бГ есть поверхностная энергия твердого тела, имеющая ту же физическую природу, что и для жидкости. Однако впоследствии выяснилось, что затраты энергии при создании новых поверхностей при развитии трещины связаны главным образом с работой пластической деформации объемов материала, расположенных перед фронтом трещины. Если линейные размеры этих объемов малы сравнительно с длиной трещины, то поток упругой энергии по-прежнему можно вычислить, сообразуясь только с упругим решением, а затрату энергии на разрушение относить теперь к работе пластической деформации. В этом состоит концепция квазихрункого разруше- [c.28]

В рассматриваемом случае затрата энергии на создание новых поверхностей разрыва, т. е. работа разрушения, фактически определяется работой пластической деформации бИ р, т. е. 6Г = = bWp. Эта работа разрушения отличается от работы разрушения упругого тела тем, что здесь бГ целиком определяется затратой энергии на работу пластической деформации, в то время как для хрупкого тела по определению d = 0. Поэтому, в отличие от идельио упругого тела, плотность работы разрушения для рассматриваемой модели нельзя, вообще говоря, считать постоянной материала в этом случае величина y = AVFp/A.5 (работа пластической деформации на единицу площади вновь образующейся поверхности) зависит от способа приложения внешних нагрузок, от формы н размеров тела, в частности, от размеров трещины. [c.38]

Для оценки состояния шпилек из фланцевого соединения, имеющего пропуски в уплотнении, отбирают 1—3 шпильки, а в случае четкого выявления зоны прямого воздействия среды отбирают не менее 7з числа шпилек этой зоны. Оценивать можно по испытаниям либо самой шпильки, либо — образцов из нее по конкретным отбраковочным критериям. Это может быть величина удельной работы пластической деформации, израсходованной на образование шейки, или изменение относительного сужения, определяемое с высокой точностью. Отбраковочные критерии получают в результате модельных испытаний в лабораторных СЛ0ВИЯХ. [c.176]

Наиболее адекватным отражением физического смысла вязкости разрушения является представление о рассеянии энергии упругих искажений за счет релаксации упругих напряжений у вершины растущей трещины вследствие пластического течения материала или формирования сложно-рельефной поверхности разрушения. Чем большая доля упругих искажений реализуется в пластическом течении или формировании свободной поверхности, тем больше выражена вязкость paapj -шения. В общем случае при отсутствии стеснения пластической деформации на разрушение материала затрачивается максимальная энергия, расходуемая на работу пластической деформации, и на ра- [c.83]

Распространение усталостных трещин в тонких пластинах сопровождается переходом к переориентировке всей поверхности излома под углом около 45° к плоскости пластины еще до начала быстрого разрушения. Развитие трещины происходит в условиях перемещения берегов трещины по типу /jm при одноосном растяжении. Такая же ситуация реализуется в случае комбинированного не одноосного нагружения тонкой пластины, т. е. она не зависит от условий внешнего воздействия, а присуща поведению материала в некотором диапазоне толщины испытываемой пластины. Происходит самоорганизо-ванный переход через точку бифуркации, когда материал стремится понизить затраты энергии на реализуемый процесс разрушения и использует для этого большую работу пластической деформации, которая имеет место при продольном сдвиге. Доказательством сказанного являются результаты известных экспериментов, например [77-79]. На участке перехода от преимущественно плоского к переориентированному под углом около 45° излому отмечается небольшое снижение темпа роста трещины. Ее величина может даже оставаться постоянной. Это отмечается в алюминиевых, никелевых и титановых сплавах, что свидетельствует о едином поведении системы в виде пластины с развивающейся в ней усталостной трещиной. С увеличением длины трещины снижается степень стеснения пластической деформации вдоль фронта трещины, до.яя плоской поверхности излома по сечению уменьшается, что позволяет реализовать большую работу пластической деформации перед продвижением трещины. [c.109]

Итак, предельное состояние материала с jxTa-лостной трещиной в случае интенсивного коррозионного воздействия подобно по КИН ситуации при обычном процессе усталости и равенстве размеров зон пластической деформации, если доминирующий механизм разрушения материала в вершине трещины остается неизменным. Тем самым подразумевается существование характеристики материала в виде эквивалентного предела текучести материала. Уменьшение работы пластической деформации за счет деструкции материала перед вершиной трещины может быть рассмотрено через снижение предела текучести материала. Это означает, что нестабильное разрушение с меньшими затратами энергии как бы обусловлено уменьшением размера зоны пластической деформации. [c.115]

Смотреть страницы где упоминается термин Работа пластической деформации : [c.22] [c.32] [c.32] [c.225] [c.340] [c.54] [c.88] [c.14] [c.425] [c.29] [c.84] [c.104] [c.105] [c.115] [c.141] [c.189] [c.223] [c.608] [c.118] [c.116] [c.24] [c.489]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...