Разрушение глобальное

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]

На первом этапе давление поднимали по ступенчатому режиму до 60 атм, после чего его снижали до 20 атм и производили переустановку порогов срабатывания системы АС-6А/М. На втором и третьем этапах давление в том же режиме поднимали до 100 и 130 атм, снижая его затем до 20 и 60 атм соответственно. При давлении 130 атм начала происходить глобальная пластическая деформация материала одной из промежуточных катушек. Давление было снижено до 60 атм, и сняты четыре из шести датчиков. На четвертом этапе давление повысили до 140 атм, после чего сняли оставшиеся датчики и произвели дальнейшее нагружение плети вплоть до ее разрушения. [c.199]

Из-за произошедшей глобальной пластической деформации материала последние два этапа интереса не представляют, поэтому результаты регистрации акустической эмиссии были проанализированы на первых трех этапах нагружения. Показано, что источник эмиссии, соответствовавший зоне язвенной коррозии, проявился при давлении до 60 атм. Однако на следующих этапах превалировал источник, находившийся в поперечном шве. Устойчивый и прогрессирующий при увеличении давления источник точно соответствовал зоне расположения инициатора разрушения. Этот источник в отличие от других проявлялся на всех этапах нагружения и был квалифицирован как активный источник, подлежащий проверке штатными методами неразрушающего контроля. Последующий разрыв трубы произошел именно в этом месте. [c.199]

Предельная плотность энергии деформации как универсальный критерий локального и глобального разрушении [c.271]

Известные методы расчета траектории трещины можно разбить на две группы дифференциальные (или пошаговые) методы, основанные па локальных критериях разрушения, и интегральные (или глобальные), основанные на критериях, выраженных через интегралы вдоль искомой линии трещины ). [c.198]

Глобальные критерии разрушения. [c.202]

Небесполезно подчеркнуть, что проблема разрушения тел представляет собой глобальную задачу, не связанную непосредственно с локальными условиями на концах трещин однако локальное предельное условие на конце трещины должно выполняться как в случае устойчивого, так и в случае неустойчивого развития трещины, и поэтому это условие может быть использовано как необходимое условие при решении соответствующих задач. [c.551]

Выявленные особенности процесса разрушения свидетельствуют о регулярном продвижении трещины от полета к полету. По условиям работы ЗК его регулярное глобальное нагружение относится только к полному циклу запуска и остановки редуктора или разгрузке вертолета в полете, что в рассматриваемом случае соответствует циклу работы вертолета за один полет. Поэтому количество выявленных усталостных линий соответствует количеству полетов вертолета. На основе количественной оценки таких полетов на стадии распространения трещины было реализовано около 120 и 140 соответственно для шестерен № 1 и 2 (см. табл. 13.2). [c.687]

Ингибиторы как средство защиты металлов от разрушения благодаря их эффективности, универсальности и экономичности занимают особое место в арсенале методов борьбы с коррозией. Не удивительно поэтому, что сейчас, когда коррозия металлов стала одной из глобальных проблем, метод ингибирования вызывает интерес, который непрерывно возрастает. [c.5]

ВДОЛЬ другой—условие местной устойчивости и критерий прочности. Глобальный минимум массы соответствует пересечению этих кривых, т. е. случаю, когда все формы разрушения реализуются одновременно. [c.129]

Если приближенно считать, что глобальное разрушение композита или однородного материала происходит благодаря росту одного доминирующего дефекта, то это позволяет разработать сравнительно простую вероятностную модель разрушения, используя в качестве отправной точки уравнение (5.62). Принципиальный результат такого подхода, приведенного в [41], выражается следующим уравнением [c.216]

Ирвин ввел новое понятие — коэффициент интенсивности напряжений К. Поясним его сущность. Распределение напряжений по поперечному сечению растянутой полосы, ослабленному поперечной трещиной, подчиняется зависимости гиперболического типа. Согласно ей при уменьшении расстояния от точки материальной части поперечного сечения до вершины трещины нормальные напряжения в поперечном сечении увеличиваются и устремляются к бесконечности, если указанное выше расстояние устремляется к нулю. Асимптотами являются линия, параллельная ослабленному поперечному сечению полосы и перпендикулярная ей линия, проходящая через вершину трещины. Вследствие перехода материала у вершины трещины в пластическое состояние пик напряжений срезается. В системе осей, совмещенных с асимптотами, можно рассмотреть бесчисленное множество гипербол, каждая из которых характеризуется своим параметром, представляющим собой произведение переменных, входящих в гиперболическую зависимость. Этот параметр называют коэффициентом при особенности, Аналогично, коэффициент К представляет собой коэффициент при особенности в зависимости между нормальным напряжением и расстоянием точки ослабленного сечения, в которой оно действует, от вершины трещины. В теории Ирвина коэффициент К — величина, полностью характеризующая локальное деформирование и разрушение на контуре макротрещины. Величина К зависит от формы тела и от граничных условий и определяется из решения глобальной (т. е. для всего тела в целом) задачи. Ирвиным было получено условие предельного равновесия трещины в форме [c.578]

Завершающему акту разрушения — разделению тела на части — предшествует период накопления всевозможных повреждений — дефектов. Этот период работы материала можно образно назвать инкубационным . Об этом факте говорилось уже в главе IV при обсуждении механических, в частности, прочностных свойств материалов. Здесь даются дополнительные сведения, относящиеся к затронутому вопросу, потому что именно в этих случаях, когда ярко проявляется постепенность подготовки глобального разрушения тела, должны находить свое основное применение теории процессов накопления микродефектов. [c.580]

Формулирование краевой задачи, позволяющей выяснить процесс глобального разрушения тела. [c.595]

Если реализован пункт 4, то представляется возможным решение глобальных задач в целом для тела и при неоднородном напряженном состоянии — выявление процесса разрушения тела. Разумеется, такая постановка более интересна для практики, но значительно сложнее в реализации. В определенном смысле эта постановка симметрична постановке задачи в теории пластич- [c.595]

Краевая задача (условия глобального разрушения). Некоторые теории процесса накопления рассеянных микродефектов позволяют определять картину глобального разрушения и соответствующий уровень нагрузки ). В таких случаях приходится решать краевую задачу. Краевая задача состоит в том, чтобы найти решение системы уравнений (5.59), (6.11), (6.23) и кинетического уравнения, например, (8.73), при заданных граничных и начальных условиях. Найденная при решении краевой задачи функция поврежденности полностью описывает процесс [c.597]

Общепризнанно, что разрушение композиционных материалов обусловлено локальными физическими процессами, поэтому переход от глобальных характеристик к локальным неизбежно требует более глубокого проникновения в физику явления. Для того чтобы реализовать такой переход практически, необходимо, во-первых, внимательно изучить физические механизмы разрушения каждой из фаз материала в отдельности, во-вторых, раз — [c.155]

Использование критерия (1.175) предполагает знание НДС композита в глобальной системе координат х, у, г и рц, рг м, как функций структурных параметров композита. Принципиальное отличие критерия (1.175) от аналогичных по форме критериев, используемых в поэлементном анализе макроразрушения композита, состоит в том, что рассматриваемый критерий макроразрушения применяется к композиту в целом, а не к отдельным структурным элементам. Таким образом, в критерии (1.175) неявно учитывается весь комплекс явлений, сопровождающий процесс разрушения композита, — взаимодействие разрушенных и неразрушенных структурных элементов, перераспределение полей деформаций и напряжений и другие явления, происходящие на различных структурных уровнях композита. [c.78]

Поскольку при анализе изнашивания в большинстве случаев нас интересуют лишь глобальные характеристики процесса (изменение формы тела через промежутки времени, гораздо большие, чем интервал времени между отдельными актами разрушения, максимум величины износа по поверхности и т.д.), изменение формы поверхности после элементарного акта разрушения, форма отделяющейся при этом частицы, как и все характерис- [c.319]

В работе [110] для описания критического состояния равновесия упруго-вязких тел с трещинами из глобального энергетического критерия Гриффитса получено локальное условие разрушения, включающее только мгновенные реологические характеристики. Из этого следует, что в зависимости от приложенной нагрузки трещина либо не развивается t = ос), либо быстро растет сразу же по приложении нагрузки ( = 0). Случай О < < ос отсутствует. Такой результат получен из линеаризованной задачи, в которой напряжения, деформации и их градиенты имеют особенность у конца трещины. В этом случае естественна зависимость критерия разрушения только от мгновенных характеристик, так как любой малой скорости конца трещины отвечают бесконечные скорости деформации у конца. [c.203]

Структура большинства металлических конструкционных материалов имеет несколько характерных масштабов, на которых мы можем четко выявить существование обособленных структурных элементов. Это указывает на то, что должно существовать несколько масштабных уровней разрушения этих материалов. В действительности так оно и происходит. Это связано с глобальной иерархичностью окружающего нас мира. Понимание многомас-штабности структуры металлов и тесной взаимосвязи и взаимовлияния различных масштабных уровней является одним из ключевых моментов в теории разрушения. [c.21]

Рассмотренные до сих нор теории пластичности основывались на гипотезах формального характера реальная структура поли-кристаллического материала и хорошо известная картина пластического деформирования кристаллических зерен при этом совершенно не принимались во внимание. Такой подход имеет свои преимуп] ества и недостатки. С одной стороны, обилие законы пластичности, сформулированные для нроизвольного тела безотносительно к его физической природе, позволяют охватить единообразным способом широкий круг явлений — пластичность металлов, предельное равновесие грунтов, хрупкое разрушение горных пород и бетона и так далее. Такая общность чрезвычайно подкупает действительно, экспериментатор с удивлением обнаруживает, что макроскопическое поведение тел самой разнообразной физической природы оказывается поразительным образом сходным. Оказывается, что это поведение егце более поразительным образом может быть приблизительно хорошо описано при помощи уравнений, полученных из некоторых априорных гипотез достаточно формального характера. Но при более детальном изучении опытных данных оказывается, что при внешнем глобальном сходстве обнаруживаются и различия в поведении разных материалов. Эти различия связаны с тем, что микромеханизмы не только неунругой, но даже упругой деформации не одинаковы. Поэтому естественно стремление к тому, чтобы положить в основу теории пластичности некоторые физические представления о протекании пластической деформации. Нужно признать, что мы еш е далеки от возможности построения макроскопической теории, основанной на анализе и описании процессов, происходящих на микроуровне. Теория скольжения Батдорфа и Будянского, которая будет схематически изложена ниже, отнюдь не может быть названа физической теорией. Однако положенные в ее основу гипотезы в определенной мере отражают процессы, происходящие внутри отдельных кристаллических зерен, хотя и не воспроизводят их точным и полным образом. Пластическая деформация единичного кристалла происходит за счет сдвига в определенной кристаллографической плоскости в определенном нанравлении. Совокупность плоскости скольжения и направления скольжения в этой плоскости называется системой скольжения. Система скольжения задается парой ортогональных еди- [c.558]

Изменения в режимах колебания дефлекторов в процессе роста трещин отразились в формировании регулярных, более четких, и нерегулярных, менее выраженных, усталостных микролипий. Рельефные линии образованы зонами вытягивания и характеризуют границу перехода от меньшего к существенно более высокому уровню нагрузки. Наиболее глобальные изменения в напряженности дефлектора связаны с его нагружением при запуске двигателя, что подтверждается всеми случаями разрушения дефлекторов в момент выхода на взлетный режим и пробега ВС по взлетной полосе. Поэтому наиболее рельефные, регулярные усталостные линии (см. рис. 10.2) относят к ситуации регулярно повторяющегося цикла запуска двигателя, а расстояния между двумя соседними, регулярными линиями — к одному полету ВС. [c.538]

По мере того как нагрузка возрастает до предельной, принципы нормальности и выпуклости остаются в силе. Предельная нагрузка, которую может выдержать конструкция в целом, снижается, когда составляющие ее элементы либо уменьшают свой вклад в сопротивление из-за геометрических изменений (рост пустот, выпучивание и т. д.), либо полностью перестают воспринимать нагрузку вследствие разру-щения. В некоторых случаях (иногда очень быстро) наступает глобальная неустойчивость системы и происходит разделение ее на составные части или разрушение при неизменной нагрузке. Если неустойчивость наступает в элементе статически неопределимой системы, то в противоположность этим случаям такой элемент выдерживает максимально возможную нагрузку до тех пор, пока ее не начнут воспринимать соседние элементы. До достижения максимальной нагрузки конструкция в целом остается устойчивой, предельная поверхность в пространстве напряжений остается выпуклой и вектор приращения упругого перемещения нормален к этой поверхности по мере того, как она изменяется в процессе ослабления или разрушения компонент. [c.25]

В ряде случаев в типично усталостных изломах микрополоски группируются в колонии. Изломы повторно-статического нагружения имеют в этом отношении более однородное строение. Наблюдаемое ветвление трещины при высокочастотном нагружении и отсутствие, как правило, такого ветвления при низкочастотном нагружении согласуются с результатами исследования микростроения изломов [28]. Более глобальный характер разрушения при нагружении повторными малочастотными нагрузками по сравнению с высокочастотными, по-видимому, является одной из причин понижения сопротивления возникновению и развитию усталостной трещины. [c.100]

Величина if названа сплошностью, учитывая те значения, которые она приобретает в отмеченных выше крайних случаях. Аналогично тому, как при вязком разрушении наступает момент потери устойчивости равномерного растяжения и возникает шейка, в условиях малых значений г ), а именно —при г] = г 3о>0, рассеянный характер разрушения становится неустойчивым, и происходит глобальное разрушение образца. Однако, как Н. Дж. Хофф при определении 4р не учитывал образования шейки, так и Л. М. Качанов в упрощенном варианте теории относит [разрушение не к г1)о>0, а к г ) = 0. При этом, как и в случае вязкого разрушения, отрезки времени от начала нагружения до ip = -i Jo и до г(5 = 0 отличаются несущественно. Л. М. Качанов делает еще одно существенное предположение— связывает хрупкое разрушение с возникновением трещин, которые образуются при достижении максимальным растягивающим напряжением определенной предельной величины. Учитывая это предположение и ожидаемый характер изменения параметра ip, Л. М. Качанов для его определения предложил следующее уравнение [c.585]

Как уже было показано в главе П1 и как это отмечалось и в настоящей главе, существуют два подхода к проблеме оценки прочности — расчет по допускаемым напряжениям и расчет по предельным состояниям. Материал настоящей главы непосредственно относится главным образом к первому подхс цу для второго он дает условия текучести, которые при помощи аппарата теории пластичности (см. главу X), могут позволить оценивать предельное состояние конструкции в целом. Кроме того, рассматривались элементы глобального хрупкого разрушения в результате накопления дефектов. Такая теория занимает положение, симметричное теории пластичности, но предельные состояния в локальной области, используемые в ней, это предельные состояния хрупкого разрушения материала в окрестности точки. И теория пластичности (см. главу X) и теория хрупкого глобального разрушения вследствие накопления дефектов приводят решение проблемы к краевой задаче и результат зависит от истории всего процесса нагружения. [c.603]

Итак, если исключить неск. критич. моментов, звёзды в своей массе глобально устойчивы относительно механич. и тепловых возмущений. Разнообразие свойств вещества звёзд, в частности наличие зон перем. ионизации, тонких слоёв горения, протяжённых оболочек, приводит к развитию локальных неустойчивостей, к-рые не ведут к разрушению звезды, т. к. обычно стабилизируются нелинейными эффектами при достижении конечных амплитуд возмущений. Существование нек-рых типов it pe. i wibix заезд связано с развитием подобных локальных неустойчивостей. [c.489]

Таким образом, необходимым условием начала разрушения в теории Гриффитса является упомянутое выше условие равенства (баланса) энергий, модифицированное в работах Ирвина и Орована (см. [26]). Поскольку данная теория использует глобальное условие энергетического баланса в разрушающемся упругом теле, то очевидно, что попытка предсказать типы возможного разрушения в рамках данного подхода может натолкнуться на весьма серьезные трудности, в частности так произойдет в задаче о росте малых дефектов в теле большой протяженности. Для решения этой проблемы Ирвин [10] предложил рассматривать вместо величины скорости подвода полной энергии локальную скорость высвобождения энергии в окрестности вершины движущейся трещины. [c.15]

Известно, что сингулярность типа l/V распределения относительных деформаций вблизи фронта трещины, находящейся в линейно-упругом теле, может быть введена в конечные элементы, примыкающие к фронту, следующими способами (1) допускается существование сингулярности типа 1л/г матрицы d ildxk, обратной к матрице Якоби преобразования глобальных декартовых координат xi, 1,2,3) к локальным криволинейным координатам (Ik, й= 1,2,3), или (2) допускается сингулярность типа l/V производной duijd k от перемещения щ и одновременно с этим принимается, что матрица d kjdxj, обратная к матрице Якоби, несингулярная, или (3) используется комбинация подходов (1) и (2). Ниже мы опишем известные по публикациям сингулярные элементы, использованные для решения практических задач трехмерной механики разрушения. [c.183]

Для решения плоских задач механики разрушения, а также сквозных трещин в толстых пластинах, подвергнутых растягивающим и изгибающим нагрузкам, был использован еще один вариант описанной выше концепции суперпозиции [76—78]. В рамках этого подхода, который аналогичен глобально-локальной формулировке метода конечных элементов [79], пробные функции перемещений, используемые в гфинципе виртуальной работы, состоят из двух частей (1) из множества обычных (несингулярных) конечно-элементных базисных функций, которые, если их рассматривать в качестве глобальных функций формы, соответствующих единичному перемещению на каждом узле, будут иметь ненулевые значения только на элементах, содержащих рассматриваемый узел в качестве общего (т. е. имеют локальный носитель) (2) из аналитического решения, которое включает в себя изменения напряжения типа l/ /r и О (г), причем это решение справедливо глобально. [c.210]

В случае существенно вязкого разрушения картина значительным образом изменяется. Не вызывает сомнения, что стадии собственно зарождения трещин должен нредществовать очень продолжительный по шкале деформаций этап, подготовки критической структуры. На этом деформационном промежутке в -материале происходят глобальные изменения структурного характера, после чего ресурс макроскопической пластичности оказывается почти полностью исчерпанным, разрушение мон ет начаться -и эволюционировать по тем н е схемам, что и у малопластичных материалов. [c.65]

В заключение отметим ограниченность применения решения вспомогательной задачи оптимального проектирования многослойной пластины по критерию вязкости разрушения. Действительно, если иметь возможность многократно использовать один и тот ж матертал с максимальной вязкостью разрушения при h - ho, то, на рая слои толщиной ho из этого мате 1ала до тех пор, пока не будут вьшолнены ограничения, получаем глобальный экстремум задачи оптимального проектирования. Найденное ранее решение является относительным экстремумом, так как было введено условие обязательного однократного использования всех материалов. Поэтому npi постановке задачи естественно считать, что Л,о < 2Л/о> [c.246]

В 70-х годах появляются двухпараметрические критерии разрушения, в которых с одной стороны учитываются критерии механики разрушения, а с другой критерии разрушения (или возникновение пластического коллапса) гладкого образца [114, 139, 307, 368, 374. Иначе говоря, одним условием объединены локальные и глобальные критерии прочности. Среди них назовем критерии на основе документа R6 и на основе предела треш,иностойкости [182, 359. [c.12]

Это досадное обстоятельство не отражается, однако, на вполне плодотворном энтузиазме разных групп исследователей в выяснении причин разрушения и создании методов оценки свойств материала и методов расчета конструкций из него изготовленных. К сказанному примешивается то обстоятельство, что создаваемые модели разрушения, как правило, концентрируют свое внимание на определенном, но одном уровне явления, в то время, как явление разрушения представляет собой иерархический процесс (каждый уровень которого имеет свою геометрическую и масштабную структуру), при котором одновременно происходят деградируюш,ие процессы. Отсюда, собственно, и следует упомянутое выше противопоставление методов исследования. Возможно, возникновение по-следуюш,их иерархических уровней явления разрушения, происходят в связи с нарастанием величины глобальной деформации (измеряемой по перемеш,ениям точек на поверхности тела). Принадлежность модели разрушения тому или иному уровню происходяш,его явления позволяет оценить границы применения соответствуюш,его критерия, совместно, конечно, с сопоставлением результатов расчета по данному критерию с другими. Сопоставление результатов расчета с экспериментом требует тш,ательного анализа во избежание скороспелых и неправильных выводов. Ориентировочно критерии разрушения можно разбить по степени локальности анализа — микрострук-турная механика и физика дефектов (описывает главным образом, процесс зарождения треш,ин), затем промежуточная область между микро и макро подходами, так называемые короткие трептиньт, которые имеют свою специфику развития и, наконец, магистральные [c.73]

Смысл двухпараметрических критериев разрушения состоит в объединении одним выражением локальных критериальных параметров (у вершины треш,ины) и глобальных (без учета концентрации). Запишем точное решение для напряжения на продолжении трептиньт [c.214]

Поскольку во всех упомянутых случаях гарантировать дости-аичгие глобального экстремума для массы или действующих нагрузок невозможно, будем называть получающиеся проекты рациональными с указанием смысла рационализации. Стандартную иостайовку решения задачи о минимуме функционала массы, и, ложенную в ряде монографий [191, 192, 215] и многочисленных статьях, обсуждать пе будем. Рассмотрим здесь вопрос о рациональном проектировании конструкций с точки зрения но-ьь[и1епия несущей способности на основе метода, тесно связанного с критерием разрушения, изложенным в 6. При этом в 1 ачестве основного критерия рационального проектирования конструкций из композитных материалов выступает требование реализации структурной прочности для всех элементов композиции [ io. 36, 47, 118, 119, 123, 126, 137, 181, 186, 253]. [c.47]

Отсутствие унифицированной гибкой модели для оценки упругого поведения многослойных композитов (скажем, со 100 слоями) не позволяет проанализировать виды разрушения в конструкциях из композитов. Глобальные модели, которые следуют из предполагаемого вида поля перемещений и приводят к определению эффективных модулей упругости слоистых композитов, недостаточно точны для расчета напряжений. С другой стороны, локальные модели, в которых каждый слой представляется в виде однородной анизотропной среды, становятся очень громоздкими, когда число слоев в композите достаточно велико, как было показано в предыдущем разделе. Самосогласованная модель Пэйгано и Сони [38] позволяет детально определить поведение материалов в локальной области, в то время как глобальная область представляется эффективными свойствами. В настоящем исследовании слоистый композит по толщине делится на две части. Для вывода определяющих уравнений равновесия используется вариационный принцип. Для глобальной области слоистого композита применен функционал потенциальной энергии, тогда как в локальной области использован функционал Рейсснера. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...