Температура абсолютная хрупкое состояние)

Некристаллические материалы (например, стекло) являются абсолютно хрупкими при комнатной температуре, а разрушаюш,ее напряжение ( /500) значительно меньше рассчитанных значений теоретического разрушающего напряжения, равного приблизительно Ejb. Многие металлы при пониженной температуре склонны к хрупкому разрушению при напряжениях, значительно меньших теоретической прочности металла. Эти явления объясняет теория хрупкого разрушения. Она ставит задачей определение критического состояния, при котором наблюдается катастрофически быстрое распространение трещины. [c.421]

В течение последних двух десятилетий наблюдались случаи разрушения строительных машин и конструкций. Одними из основных причин таких разрушений являются предварительное циклическое повреждение (в том числе и малоцикловое) и последующее развитие хрупких трещин от возникших при изготовлении или в эксплуатации дефектов. Возможность окончательного хрупкого разрушения циклически нагружаемых несущих элементов увеличивается по мере снижения температур эксплуатации, увеличения абсолютных размеров сечений и усложнения конструктивных форм. Кроме того, применение в таких конструкциях малоуглеродистых и низколегированных недорогих конструкционных сталей, обладающих выраженной склонностью к хрупким разрушениям в зонах сварки, требует тщательного анализа прочности в связи с возможностью возникновения хрупких состояний. Это подтверждается наблюдениями за разрушениями опорных балок транспортных галерей и эстакад, козловых, мостовых и башенных кранов, подкрановых балок. Время эксплуатации указанных конструкций из.менялось в пределах от нескольких месяцев до 10 лет, а число циклов предварительного нагружения от нескольких сотен до десятков тысяч. Температуры Т при разрушениях находились в диапазоне от +15 до -35°С, а нагрузки - от 0,6 до 1,1 от расчетных. [c.72]

Возникающие в местах концентрации напряжений трещины, как правило, распространяются под действием циклических эксплуатационных нагрузок в пластически деформированных зонах. В зависимости от конструктивных форм и абсолютных размеров сечений, температуры, скорости и характера нагружения, механических свойств, уровня начальной дефектности и остаточной напряженности в конструкциях могут возникать хрупкие состояния, характеризуемые весьма низкими (до 0,1 сгт) разрушающими напряжениями. Условия образования и развития хрупких трещин при этом оказываются связанными со стадией развития трещин циклического нагружения. В вершине трещин длительного статического, циклического и хрупкого разрушения в зависимости от номинальной напряженности и размеров трещин возникают местные упругопластические деформации соответствующего уровня. Таким образом, оценка несущей способности и обоснование надежности элементов машин и конструкций должны осуществляться на основе анализа кинетики местных упругих и упругопластических деформаций, статистики эксплуатационной нагруженности, энергетических и силовых деформационных критериев разрушения. [c.78]

Необходимо учитывать, что при низких температурах межатомные расстояния уменьшаются, что увеличивает Oq 2 (вплоть до температуры 77 К), затем рост его замедляется и при температуре, близкой к абсолютному нулю, становится температурно независимым (рис. 9.13). Металлы с ОЦК-решеткой (ОЦК — объемно-центрированная, ГЦК — гранецентрированная кубическая, ГПУ — гексагональная плотноупакованная), содержаш ие малые концентрации примесей, имеют слабую температурную зависимость предела текучести, но при этом наблюдаются рост предела прочности и сохранение высокого уровня пластичности. У металлов с ОЦК-решеткой внедрение примесей в малых количествах (в сотых долях) могут вызвать переход в хрупкое состояние, а с ГЦК-решет-кой — количество примесей даже около 1 % мало влияет на пластичность. Этим в основном и объясняется, что при низких температурах могут работать металлы с ГЦК-решеткой. [c.203]

Если в условиях эксплуатации детали машины или механизма подвергаются быстро возникающим ударам и напряжения в них резко изменяются, то предварительные испытания образцов металлов и сплавов, из которых они изготовляются, проводимые под действием медленно и постепенно возрастающих статических нагрузок, не дают возможности судить о надежности конструкции в целом. В особенности это относится к деталям, изготовляемым из таких марок металла, которые под влиянием определенных условий службы склонны переходить в хрупкое состояние под действием понижения температуры, наличия концентраторов напряжения, увеличения абсолютных размеров, повышения скорости деформации и других факторов. [c.179]

Однако температура перехода из хрупкого состояния в пластичное не является константой материала. Она сильно зависит от его структуры, а также от условий испытания. Чем жестче схема испытания (меньше коэффициент мягкости а) и больше скорость деформации, тем выше Гхр. Сильно влияют на Г р различного рода надрезы в образце, специально наносимые или естественные, имеющиеся на поверхности любого образца в виде рисок. Поэтому чем выше качество обработки поверхности образца, тем ниже Гхр при прочих равных условиях. У пластичных по своей природе материалов переход в хрупкое состояние при мягких схемах испытания может не проявиться вплоть до абсолютного нуля. В таких материалах Г р удается определить только при использовании более жестких испытаний, в частности динамических (ударных) испытаний образцов с над ре-зом. Таким образом сравнение Тхр разных материалов имеет смысл только в случае идентичности условий определения этой температуры. [c.87]

Поскольку тих испытываемого металла во всех опытах остается примерно одинаковым, то с изменением скорости растяжения образца меняются величины абсолютных и относительных пластических деформаций в этом интервале температур. При заданном термическом цикле сварки Т 1) и определенном ТИХ (рис. 173) величина относительной деформации е (), которую испытывает металл, находящийся в хрупком состоянии, пропорциональна скорости растяжения А. Прямые ез((), проходящие через начало [c.310]

Большое развитие получает разработка вопросов сопротивления разрушению в вязкой и хрупкой области при ударном и статическом деформировании, позволившая классифицировать и в значительной мере объяснить природу возникновения двух типов изломов, охарактеризовать температур-но-скоростные зависимости механических свойств, оценить роль абсолютных размеров и напряженного состояния для хрупкого разрушения и предложить предпосылки расчета на хрупкую прочность (Н. Н. Давиденков). Эти работы способствовали решению практических задач выбора материалов и термической обработки для изготовления крупных паровых котлов, турбин, объектов транспортного машиностроения, химической аппаратуры повышенных параметров и других производств, получивших большое развитие в этот период. С этим связано и расширение работ по исследованию усталости металлов, которое сосредоточивается на изучении условий прочности и обосновании соответствующих расчетных предпосылок в зависимости от вида напряженного состояния, качества поверхности и поверхностного слоя, условий термической обработки (И. А. Одинг, С. В. Серенсен), в первую очередь применительно к легированным сталям, производство которых в больших масштабах было организовано для нужд моторостроения, турбостроения, транспортного машиностроения и других отраслей, изготовляющих высоконапряженные в механическом отношении конструкции. [c.36]

Если нужно получить абсолютные значения удельной проводимости (в отличие От относительного сопротивления образца при разных температурах), в расчетные формулы входят данные о размере и форме образцов. В этих случаях необходимо применять плотные материалы, свободные от всякого рода дефектов, и это является на практике серьезным ограничением. При исследовании очень пластичных сплавов, из которых может быть изготовлена проволока, трудностей не возникает удовлетворительные результаты получаются также для менее вязких сплавов, обладаюш,их пластичностью, достаточной для ковки на прутки или холодной прокатки на лист. Однако многие сплавы слишком хрупки и их можно исследовать только в литом состоянии. Для получения однородных гладких стержней следует применять специальные методы (например, отсос в стеклянные трубки), но это не всегда дает удовлетворительные результаты. Во всех случаях, когда имеются сомнения в плотности образцов, соответствующие сечения следует просмотреть под микроскопом, чтобы убедиться в отсутствии пористости. [c.299]

При механическом разрушении полимеров хрупкий разрыв в чистом виде может проявляться, по-видимому, только при температурах, близких к абсолютному нулю. Тем не менее, в зависимости от структуры и состояния полимерного материала, один из указанных механизмов может быть преобладающим. Обнаружено, что уменьшение температуры и увеличение скорости деформирования способствует хрупкому разрушению и, наоборот, увеличение температуры и уменьшение скорости деформирования способствует преобладанию пластического разрушения у линейных полимеров. [c.117]

Гипотеза Людвика была применима к любому идеализированному материалу, так как указанные две кривые носили формальный характер и не допускали более глубокого экспериментального или теоретического обоснования предельных состояний. На основании этих кривых нельзя было ни установить температуру перехода от вязких разрушений к хрупким в зависимости от структуры материала, нн исследовать влияние концентрации напряжений, ни объяснить влияние абсолютных размеров детали на статическую прочность. [c.452]

Развитие представлений об условиях образования хрупких состояшгй привело к понятиям о температурном запасе вязкости, о первой и второй критической температурах как характеризующих соответственно квази-хрункое и хрупкое состояние. Энергетическая трактовка в упруго-нласти-ческой постановке условий распространения инициированной трещины дала возможность охарактеризовать критический размер трещин или дефектов, способствующих возникновению хрупких разрушений, а путем применения статических представлений о вероятности существования опасных дефектов в напрягаемых объемах — оценить роль абсолютных размеров на прочность при хрупких состояниях. Результаты исследований критерием хрупкого разрушения обосновали методы испытания, позволяющие определять критические температуры и размеры трещин, а также разрушающие напряжения при квазихрупком и хрупком состоянии, необходимые для выбора материалов, производственных и эксплуатационных условий, исключающих воз-мон ность хрупких разрушений. [c.41]

Необходимо учитывать, что при низких температурах межатомные расстояния уменьшаются, что увеличивает Оо.з (вплоть до температуры 77 К), затем рост его замедляется и при температуре, близкой к абсолютному нулю, становится температурно независимым (рис. 6.5). Металлы с ОЦК решеткой, содержащие малые концентрации примесей, имеют слабую температурную зависимость предела текучести, но при этом наблюдаются рост предела прочности и сохранение высокого уровня пластичности. Металлы с ОЦК рещеткой, когда примеси внедрения в малых количествах (в сотых долях) могут вызвать переход в хрупкое состояние, а металлы с ЩК решеткой — коли- [c.142]

Разрушение большого числа конструкционных пластичных сталей (малоуглеродистые и низколегированные) широко применяемых в машиностроении, сопровождается образованием местных или обших упругопластических деформаций по, всему разрушаемому сечению. Расчетное определение величин разрушающих нагрузок при этом на основе соответствующих уравнений линейной механики разрушения оказывается невозможным, даже с учетом поп.равок на размеры зон пластических дeфop.vIaций. Более удовлетворительные результаты получают при использовании деформационных критериев разрушения, в частности критического раскрытия трещин. Однако такой подход к определению предельных эксплуатационных нагрузок оказывается недостаточны.м. Экспериментально определяемое на лабораторных образцах критическое раскрытие трещин существенно зависит от абсолютных размеров сечений, температур, скоростей и способов нагружения и т.д. Поэтому в связи с этим расчет прочности в хрупких состояниях должен проводиться с привлечением дополнительных критериев, к [c.69]

Конечно, если материал столь хрупок, что /т = /к, то никаким изменением способа нагружения, при данной скорости и температуре деформации его нельзя перевести в пластическое состояние и кривая /шах, gmax У него отсутствует. До сих пор с уверенностью нельзя сказать, существуют ли такие абсолютно хрупкие материалы, особенно если учесть переход в пластическое состояние под действием очень высоких давлений. Напротив, мож- [c.261]

Поскольку каменные метеоры достигают земли в большом количестве, превышающем в 35 раз число металлических железоникелевых метеоров (обнаруживающих кристаллическую структуру Видманнштедта 2)), то кажется весьма вероятным, что малые круговые кратеры на поверхности луны были выбиты каменными метеорами или их плотными роями. Учитывая крайне низкую температуру в легких и хрупких горных породах, из которых, по-видимому, состоит поверхность луны, отсутствие на ней атмосферы и тот факт, что твердые тела, падающие на луну из космоса, должны обладать низкой температурой, близкой к абсолютному нулю температурной шкалы, можно заключить, что срезывающее действие каменных метеоров, ударяющихся о горные породы луны с космическими скоростями, должно быть огромным, и те и другие, находясь в крайне хрупком состоянии, должны мгновенно раздробляться из-за хрупких трещин по поверхности контакта, рассыпаясь в порошок или даже испаряясь вследствие превращения кинетической энергии в тепло, так что ни в выбитой чаше, ни вокруг нее не сохраняется остатков вещества ). [c.306]

Гакпм образом при достаточно хрупком состоянии материала критерий наибольшего напряжения соответствует критерию энергетическому характеризующему условия развития трещины прн постоянном напряжении. И в том и в другом случае рассматривается только местное напряженное состояние у края одиночной трещины и не учитывается ни влияние абсолютных размеров и условий нагружения детали, ни влияние температуры. Получаемые на основании этих подходов выводы применимы при относительно высоком уровне предельного напряжения, необходимого для хрупкого разрушения, начинающегося от исходного дефекта, в статическом смысле. [c.456]

Общее поле изотерм для твердой среды в предположении о зависимости ее сжимаемости и температурного расширения от давления и температуры. Рассмотрим теперь случай изотропных напряжений а и деформаций е в упругом теле, когда модуль сжатия К= dojde) Q и температурный коэффициент объемного расширения а = (де]дв) зависят от среднего напряжения а и от абсолютной температуры 0, которые могут теперь изменяться в широком диапазоне, а дилатация е остается все еще сравнительно малой величиной. Предположим, что поле изотерм 0 = onst уже определено. Для кристаллических твердых тел при отсутствии аллотропных превращений структуры это поле в плоскости е, а, очевидно, ограничено. Оно должно быть ограничено тремя граничными кривыми. На рис. 1.7 оно не может заходить влево за изотерму 00, соответствующую абсолютной темпера-туре 0 = O = onst, так как не существует температур, меньших абсолютного нуля. Справа на рис. 1.7 оно ограничено некото рой кривой Gm=f em), 3 именно кривой плавления тт твердого тела, за которой среда находится в жидком состоянии. Наконец, сверху на рис. 1.7 оно ограничено кривой разрушения Ц, расположенной над осью е, где о>0, и соответствующей хрупкому [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...