Формулировка критерия хрупкого разрушения

Отметим, что при построении различных моделей разрушения и формулировке критериев хрупкого разрушения во многих случаях исходят в общем из априорного постулирования преобладающего значения того или иного процесса. Так, например, в работах [149, 150] предполагалось, что критическое напряжение хрупкого разрушения 5с в поликристаллических материалах с различной структурой при разных температурно-деформационных условиях нагружения определяется только одним условием — переходом зародышевых микротрещин к гриффитсов-скому (нестабильному) росту. Условия распространения микротрещины как через границы зерен, так и через любые другие барьеры, возникающие при эволюции структуры в результате пластического течения, игнорировались. При этом сделана попытка объяснить увеличение S с ростом пластической деформации гР уменьшением длины зарождающихся в процессе деформирования микротрещин за счет уменьшения эффективного диаметра зерна [149, 150]. Такая модель не позволила авторам удовлетворительно описать зависимость S eP), что привело их к выводу о существенном влиянии деформационной субструктуры на исследуемые параметры. Следует отметить, что, рассматривая в качестве контролирующего разрушения только процесс страгивания микротрещины и не учитывая условия ее распространения, практически невозможно предложить разумную концепцию влияния пластической деформации на критическое напряжение S . [c.61]

ФОРМУЛИРОВКА КРИТЕРИЯ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.67]

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

Формулировка критерия локального разрушения (4.2) для трещин нормального разрыва не зависит от структуры конца трещины. Например, в случае внутренних трещин структура конца трещины совершенно не похожа на структуру конца сквозной трещины в пластине (см. 5 этой главы), однако концепция механики хрупкого разрушения справедлива в обоих случаях, если реализована тонкая структура. Впервые наиболее четко это было понято Ирвином [ 2 исходившим из общих энергетических соображений, аналогичных изложенным ранее. [c.208]

Каждый из трех разделов настоящей главы предваряется критическим анализом современных подходов к формулировке критериев разрушения. Результатом такого анализа является вывод о необходимости развития и модификации критериев разрушения, Разработка физико-механических моделей хрупкого, вязкого и усталостного разрушений и формулировка на их основе модифицированных критериев разрушения является предметом исследований, представленных в данном главе. Прежде чем перейти к их изложению, остановимся на следующем замечании. [c.50]

В работе [31], а также в дальнейших исследованиях поведения ОЦК металлов при различных температурах одним из ключевых вопросов является количественный анализ хрупкого и вязкого разрушений. В частности, необходимо ответить на вопрос, являются зависимости 5к(Г) и е/(7 ) параметрическими или функциональными. Если зависимости Sk T) и 6 (7 ) являются параметрическими, то существует функциональная физически обусловленная связь между критическим напряжением и деформацией, которая может явиться ключом к формулировке критериев разрушения. [c.56]

Кроме феноменологических подходов к проблеме хрупкого разрушения в настоящее время интенсивно развиваются исследования по анализу предельного состояния кристаллических твердых тел на основе физических механизмов образования, роста и объединения микротрещин. Разработаны дислокационные модели зарождения и подрастания микротрещины [4, 24, 25,. 106, 199, 230, 247], накоплен значительный материал по изучению закономерностей образования и роста микротрещин в различных структурах [8, 22, 31, ИЗ, 183, 213, 359, 375, 381], подробно изучены макроскопические характеристики разрушения, в том числе зависимости истинного разрушающего напряжения от разных факторов, таких, как диаметр зерна, температура и т. д. [6, 101, 107—109, 121, 149—151, 170, 191, 199, 222, 387, 390, 410, 429]. Как отмечалось выше, при формулировке критериев разрушения наиболее целесообразным представляется подход, интерпретирующий механические макроскопические характеристики исходя из структурных процессов, контролирующих разрушение в тех или иных условиях. [c.59]

Довольно успешное применение предложенного подхода для описания хрупкого разрушения позволяет сделать вывод, что формулировка критерия зарождения микротрещины в терминах эффективных напряжений для а > От является весьма продуктивной. [c.109]

Следует также отметить, что прогнозируемая на основании моделей (4.56) и (4.57) зависимость Ki T) имеет не соответствующий экспериментальным данным большой скачок при переходе от хрупкого разрушения к вязкому. Указанные недостатки традиционных моделей, по нашему мнению, можно устранить, используя разработанные (см. подразделы 2.1.2 и 2.2.2) формулировки локальных критериев хрупкого и вязкого разрушений. [c.230]

Следовательно, для квазихрупкого разрушения обе формулировки критерия разрушения сохраняются. В дальнейшем не будет делаться существенного различия между хрупким и квази-хрупким (в указанном смысле) разрушением и для обоих случаев будет использоваться термин хрупкое разрушение . [c.330]

Формулировка критериев локального разрушения зависит от модельного представления зоны предразрушения. Остановимся подробнее на некоторых моделях локального разрушения твердых тел. С этой целью рассмотрим трехмерное тело, ослабленное плоской треш,иной с контуром L (рис. 1, б) и введем следующие обозначения а — характерный линейный размер трещины — характерный линейный размер области предразрушения по нормали п к контуру трещины Oraz — цилиндрическая система координат, выбранная так, что плоскость z = О совпадает с плоскостью трещины (случай сечения такого тела плоскостью, проходящей через ось Oz, показан на рис. 1, а) Rq (а) — радиус-вектор контура трещины R (а) — радиус-вектор линии пересечения поверхности зоны предразрушения с плоскостью z == О (см. рис. 1, б) Р — параметр внешней нагрузки, которая приложена симметрично относительно плоскости трещины. Имея в виду изложенное, рассмотрим некоторые основные модели механики хрупкого разрушения. [c.14]

Выявленные закономерности послужили основой для разработки физико-механической модели хрупкого разрушения ОЦК металлов и формулировки критерия разрушения в терминах механики сплошной деформируемой среды. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что зарождение микротрещины контролируется эффективными напряжениями, геометрией дислокационного скопления, определяющей концентрацию эффективных напряжений в голове скопления, а также наибольшим главным напряжением. С ростом температуры и пластической деформации концентрация эффективных напря- [c.146]

По-видимому, под влиянием идей Друккера Придди [39] использовал инварианты тензора напряжений для формулировки критерия разрушения. Исходя из того обстоятельства, что разрушение многих хрупких композитов зависит от гидростатического давления, Придди предложил следующий критерий разрушения ортотропного материала [c.442]

В действительности для большинства реальных материалов в малой области конца разреза из-за больших напряжений возникает зона проявления нелинейных свойств материала, в которой распределения напряжений и смещений отличаются от упругого. В схеме квазпхрупкого разрушения (Орован, Ирвин) ирпнилшется, что зона нелинейных эффектов мала по сравнению с длиной трещины. Это позволяет считать, что и размер данной зоны, и интенсивность пластических деформаций в ней целиком контролируются коэффициентом интенсивности напряжений, пределом текучести и коэффициентом упрочнения, а поле напряжений вокруг пластической области описывается асимптотическими формулами. Следовательно, для квазихруикого разрушения обе формулировки критерия разрушения сохраняются. В дальнейшем мы не будем делать существенного различия между хрупким и квази-хрупким (в указанном смысле) разрушением и для обО [c.92]

Формулируя содержание той или иной гипотезы прочности как определенного критерия равноопасности различных напряженных состояний, не указывают, какое именно напряженное состояние (хрупкое разрушение или возникновение текучести) будет для данного случая предельным. Такой подход к гипотезам прочности, безусловно, удобный с позиций практических расчетов конструкций, имеет тот недостаток, что при нем не выявляются те физические соображения, которые положены в основу критериев эквивалентности. Выше уже говорилось о том, что гипотезы прочности можно рассматривать как теории предельных напряженных состояний, т. е. гипотезы возникновения текучести или хрупкого разрушения при этом формулировка каждой гипотезы будет содержать критерий (признак) перехода материала в предельное напряженное состояние, а условие эквивалентности будет следствием указанного критерия. [c.371]

Для описания разрушения анизотропных композитов можно приспособить теорию Сен-Венана, в которой используются максимальные относительные удлинения. Следует отметить, что теория Сен-Венана даже в ее нервоначальной формулировке плохо описывает текучесть изотропной среды и обычно не используется в практике проектирования металлических конструкций критерий Сен-Венана дает удовлетворительные результаты только в случае очень хрупких материалов. То обстоятельство, что некоторые композиты с полимерной матрицей являются очень хрупкими, приводит к возможности применения модифицированного критерия Сен-Венана к анизотропным композитам (Уэд-дупс [50]). Критерий Сен-Венана (критерий максимальной деформации) для изотропного материала можно записать через [c.416]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...