Критерии линейной механики разрушения

Критерии линейной механики разрушения. [c.288]

Важным звеном в практическом использовании критериев линейной механики разрушения является расчет коэффициентов интенсивности напряжений для конкретной геометрии детали и экспериментальное определение характеристик трещиностойкости. [c.292]

Развитие трещин при длительном статическом нагружении в работах [59—61] описывается с использованием критериев линейной механики разрушения при этом скорость распространения трещин оказывается связанной с коэффициентом интенсивности напряжений степенной функцией [59]. Увеличение скоростей развития трещин с накоплением времени объясняется снижением критических значений коэффициентов интенсивности напряжений, а также с активизацией процессов коррозионного повреждения металла в вершине трещины. [c.114]

На базе силовых Ки, Кс, 1с), энергетических (G , J ) и деформационных (6 .) критериев разрушения разработаны способы расчета прочности элементов конструкций, сводящиеся к оценке запасов прочности, определению критических напряжений, критических или допускаемых размеров дефектов. Уравнения и критерии линейной механики разрушения, а также способы их экспериментального определения (получившие отражение в ряде разработанных отраслевых методик) [c.21]

КРИТЕРИИ ЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ [c.13]

Основной критерий линейной механики разрушения К с имеет необычную размерность кг /мм , которую нельзя представить как некую реальную физическую величину. [c.15]

Более ясную физическую размерность имеет другой критерий линейной механики разрушения, обозначаемый через G [кгс/ым = (кгс-мм)/мм = = (кгС м)/(10-см )]. Под величиной G понимается работа, которая требуется, чтобы образовать трещину в 1 мм , или сила для продвижения трещины на 1 мм. [c.15]

Давая общую характеристику критериев разрушения, отметим, что если в качестве критериальной величины взять локальный параметр у вершины трещины (упругое раскрытие на малом расстоянии от вершины трещины, радиус кривизны вершины трещины, деформацию у вершины трещины, угол раскрытия, малую область разрушаемого материала с реакцией материала и т.п.), то все они дадут один и тот же конечный результат (после их применения) именно в силу локальности анализируемой области [39]. Подобные критерии составляют предмет линейной механики разрушения. Вообще, термин линейная механика разрушения относится к задачам о трещинах, поставленным в рамках линейной (линеаризованной) теории упругости. Наоборот, привлечение к анализу свойств пластичности материала приводит к потерям однозначных оценок, сопряженных с большим разнообразием моделей предельного состояния и разрушения. Критерии, построенные на этой основе, отвечают критериальным величинам интегрального толка, необратимо накапливающимся в ближней и дальней окрестностях трещины. В силу большого разнообразия возможных эффектов, в сравнении с критериями линейной механики разрушения, критерии нелинейной механики разрушения показывают большой разброс результатов не только между собой, но и с экспериментом. С этой точки зрения, имея в виду прикладные расчеты сложных технических систем, целесообразнее и надежнее (и спокойнее для конструктора) критериальные соотношения, основанные на модельных представлениях, заменить прямыми натурными или полу-натурными экспериментами. [c.74]

Пластическая зона как бы сдвигает область асимптотического распределения напряжений на расстояние Гу. Поэтому, если длину трещины фиктивно увеличить на г , появляется возможность использовать все ранее полученные выражения и критерии линейной механики разрушения (рис. 2.41). [c.131]

Применение способов определения критического раскрытия трещины или критериев линейной механики разрушения связано с некоторыми трудностями. Во-первых, эти способы еще полностью не разработаны для расчета конструкций с концентрацией напряжений. Полное понимание этих вопросов будет достигнуто в результате дальнейших испытаний моделей соответствующих конструкций. Во-вторых, в технических условиях необходимо [c.255]

Таким образом, минимальное отношение а /d, при котором поведение малой трещины совпадает с поведением большой трещины, равно 20. Следовательно, довольно просто может быть определена характерная длина трещины для различных материалов, больше которой возможно использование подходов линейной механики разрушения для анализа кинетики усталостных трещин. И наоборот, если трещины меньше характерной длины, применение критериев линейной механики разрушения становится невозможным, так как в этом случае зона циклической пластичности ограничивается, размерами только одного зерна и материал нельзя рассматривать как однородный континуум. [c.183]

Ранее уже отмечалось, что нераспространяющиеся трещины возникают тогда, когда напряжение, инициирующее возникновение трещины, меньше напряжения, необходимого для распространения трещины [293]. Поэтому окончательные условия возникновения не-распространяющихся трещин с использованием критериев линейной механики разрушения. можно сформулировать следующим образом. Наиболее простое объяснение этого явления следует из рассмотрения и анализа пороговых критериев для малых трещин, представленных на рис. 51, б, где показано, что малые трещины могут распространяться при значениях меньше, определенного для крупных трещин. Следовательно, после зарождения малая трещина будет распространяться на некоторое расстояние до тех пор, пока при определенном сочетании размера трещины и локального напряжения, связанного с полем напряжений у вершины надреза, не произойдет остановка трещины при значении для длинной трещины. [c.191]

Таким образом, применимость критериев линейной механики разрушения к анализу прочности конструкций огра- [c.21]

В гл. II рассмотрены возможности использования теории подобия в экспериментальной практике определения инвариантных характеристик трещиностойкости материала и установлении связи между силовыми критериями линейной механики разрушения и энергетическими критериями трещиностойкости, являющимися основой количественной фрактографии. [c.40]

Линейная механика разрушения, в рамках которой наибольшее значение имеют коэффициент интенсивности напряжений и его критическое значение, явилась основой расчетов прочности с учетом дефектов типа трещин при сравнительно небольших уровнях номинальных напряжений в зоне трещин (порядка 0,3—0.6 от предела текучести). Вместе с тем для ответственных и высоконагруженных элементов конструкций при фактических уровнях напряжений в зонах трещин, достигающих предела текучести или превышающих его, и реальных размерах дефектов, удовлетворяющих нормам дефектоскопического контроля, использование уравнений и критериев линейной механики разрушения становится необоснованным. При этих условиях размеры пластических зон превышают размеры трещин и сами трещины могут оказаться в пластически деформированных областях элементов машин и конструкций. [c.7]

Под критериями линейной механики разрушения следует понимать главным образом те, определение кото >ьк может быть выполнено при условии < о , а точнее когда полностью соблюдаются положения, базирующиеся на аппарате теории упругости, несмотря на протекание пластических деформаций вблизи вершины концентратора. В дальнейшем, употребляя для краткости условие будем подразумевать вьшолнение требований корректного определения критериев линейной механики разрушения. [c.48]

Рассмотрим отдельные виды швов и сварных соединений в отношении возможности использования для их оценки критериев линейной механики разрушения. [c.50]

Существует много теорий, построенных не только на критериях текучести и разрушения. К ним относятся атомно-молекулярная теория прочности статистическая теория прочности и пластичности теории прочности, базирующиеся на линейной механике разрушения структурно-энергетическая теория усталости. Все эти теории проходят стадию апробирования. В практике же применяются так называемые классические теории прочности (см. 7.3). [c.92]

Силовой критерий Ирвина и эквивалентный ему энергетический критерий Гриффитса в линейной механике разрушения полностью исчерпывают вопрос о предельном состоянии равновесия континуального упругого тела с трещиной. В нелинейной механике разрушения существует ряд формулировок, также устанавливающих предельное состояние равновесия упругого тела с трещиной. Среди них наиболее известной является б -модель [31, 116, 118, 209]. Суть этой модели состоит в том, что перед концом существующего разреза вводится зона ослабленных связей в виде тонкого слоя. При этом тело обладает следующими [c.55]

Для оценки скорости роста усталостных трещин использовались эмпирические формулы, в которые не входили параметры механики разрушения. Однако только введеипе в число параметров (влияющих па распространение трещины) коэффициента интенсивности напряжений позволило судить об общих закономерностях роста трещины при повторном (циклическом) нагружении. И это естественно, так как рост трещины усталости происходит на фоне упругих деформаций, кдгда справедливы критерии линейной механики разрушения. [c.258]

Гудков А. А,, Зотеев В. С. Исследование скорости распространения усталостных трещин с использованием критериев линейной механики разрушения.— В кн. Пробл. разрушения металлов. М. Машиностроение, 1975, с. 79-80. [c.35]

Оценка сопротивления машин и конструкций хрупкому разрушению, базирующаяся на силовых и энергетических критериях линейной механики разрушения, оказалась возможной для несущих элементов, изготавливаемых из материалов повышенной прочности и низкой пластичности (низколегированные высокопрочные закаленные и низкоотпущенные стали для авиационных и ракетных конструкций, упрочненные алюминиевые и титановые сплавы для авиационных, судовых и энергетических конструкций). В этом случае номинальные разрушающие напряжения в ослабленных сечениях не превышают предела текучести конструкционного материала, который обычно составляет 0,90-0,95 предела прочности. [c.69]

Как следует из рис. 6.24—6.26, при высокотемпературном (650° С) малоцикловом и длительном статическом нагружении стали Х18Н10Т для описания скорости развития трещины во временном или поцикловом выражении в силу малости зон пластической деформации могут быть использованы методы и критерии линейной механики разрушения, и в частности известный критерий Париса (1.79), а также критерий нелинейной механики разрушения (1.86), основанный на представлениях о коэффициенте интенсивности деформации (рис. 6.25 и 6.26). [c.250]

Глава II посвящена рассмотрению закономерностей зарождения н развития трещин на ранних стадиях с использованием критериев линейной механики разрушения. Особое внимание уделяется анализу деформационных критериев рассеянного усталостного повреждения, условиям зарождения магистральной усталостиой трещины и взаимосвязи традиционных характеристик сопротивления усталостному разрушению с критериями механики разрушения. [c.4]

Основой для бракования материала или установления допустимых напряжений когло бы быть обнаружение и измерение дефектов (с, г), что практически является еще неразрешимой задачей (в особенности измерение г). Качество и ш1дежность материалов оценивают ударными испытаниями или критериями линейной механики разрушения. [c.10]

В заключение можно сказать, что критерии линейной механики разрушения оказались весьма плодотворными для расчета на надежность (что иЕЮГда называют трещиностойкостью) высокопрочных (а., > 120 кгс/мм ) сталей, а также алюминиевых и титановых сплавов. [c.16]

Рассмотренные критерии перехода к нестабильному росту трещины К с, Кцс и Кшс называются силовыми, Gi , Gii и Ощс — энергетическими, а бк — деформационными критериями. При упругом разрушении между этими критериями существует связь, определяемая приведенными выше уравнениями. Поскольку, как по-тсазали исследования последних лет, ни критерии линейной механики разрушения, ни критерии критического раскрытия трещины не описывают предельного состояния тел с трещинами из вяз-д их сплавов, в настоящее время ведутся интенсивные поиски новых критериев, основанных на представлениях нелинейной механики разрушения [182, 219, 253 и др.]. [c.70]

Характерным свойством J-интеграла является то, что он не зависит от контура интегрирования как для упругих, так и для упругоплао-тических тел, если нагружение последних близко к простому. Для хрупких тел этот критерий разрушения эквивалентен критерию Гриффитса, а для квазихрупких критерию Орована-Ирвина, что позволяет в ряде случаев определять границы применимости критериев линейной механики разрушения. Недостатком этого критерия является то, что не накоплено еще достаточно экспериментальных данных для JОпределение J-интеграЛа при упругопластическом разрушении рассмотрено в работах [23, 92, 93], [c.77]

Оценка и прогнозирование усталостной долговечности деталей С надрезами с позиции двухстадийности процесса разрушения часто затруднена из-за невозможности применения критериев линейной механики разрушения при анализе роста малых трещин и влияния локальной пластической деформации на распространение трещин в надрезе. [c.194]

Законом ности распространения усталостной трещины в сварном соединении автором совместно с B. . Зотеевым и Ю.А. Новиковым изучены [318] с использованием критериев линейной механики разрушения. Было показано, что скорость роста усталостных трещин является основным критфием оценки чувствительности отдельных зон сварног о соединения к развитию усталостного разрушения. [c.202]

Гудков А.А., Зотввв B. . Исследование скорости распространения усталостной трещины с использованием критериев линейной механики разрушения// Проблемы разрушения металлов Сб. статей. - М. Знание РСФСР, МДНТП, [c.372]

Е. М. Морозовым [П] предложен новый критерий тре-щиностойкости (/-критерий), названный пределом трещино-стойкости, позволяющий независимо от размера трещины определять напряженное состояние, /-критерий включает критерий линейной механики разрушения Ко механическое свойство материала в виде временного сопротивления оГв и характеристику локального напряженного состояния в виде максимального главного напряжения о у края трещины [c.22]

Скорость разрушения определяется кооперативными процессами, прол исходящими на микро- и макроуровнях, и поэтому необходим учет как прочности межатомной связи в бездефектной кристаллической решетке, так и характеристик прочности и пластичности материалов с дефектами — дислокациями, вакансиями и т. п. на микро- и макроуровнях с учетом влияния исходной структуры на характеристики прочности и пластичности. В связи со сложностью поставленных механикой разрушения задач прямого эксперимента недостаточно для определения общих закономерностей разрушения материала с трещиной, а требуется привлечение подходов физики разрушения, позволяющих вникнуть в суть механизма явления. Но и это о мало, так как необходимо учитывать сложные по своему содержанию микропроцессы, оказывающие неоднозначное влияние на макропроцессы, определяющие в конечном итоге скорость разрушения. Переход от микроразрушения к макроразрушению может быть достигнут путем учета масштабного подобия. Это требует привлечения к а 1ализу механики трещин наряду с физикой прочности также теории подобия и анализа размерностей [28, 29]. Для применения теории подобия необходимо иметь большой объем предварительных данных и конкретных физических идей, позволяющих вывести уравнение, определяющее процесс. Если уравнение не удалось вывести, то применяют анализ размерностей [29]. Подходы механики разрушения позволяют рассматривать процесс разрушения как автомодельный, что упрощает решение задач механики трещин, ибо в условиях автомодельности необходимым и достаточным условием обеспечения подобия локального разрушения является использование только одного критерия подобия. К тому же теория подобия является своеобразной теорией эксперимента, так как позволяет установить, какие параметры следует определять в опыте для решения той или иной задачи [28]. Неучет этого фактора при определении критериев линейной механики разрушения привел к известным трудностям и к необходимости раздельного определения статической Ki . динамической Кы и циклической /С/с трещиностойкости. Однако каждый из указанных критериев, определенных экспериментально, без учета подобия локального разрушения, даже при одном и том же виде нагружения часто не дает сопоставимых значений из-за влияния степени стеснения пластической деформации на микромеханизм разрушения. [c.41]

Использование критериев линейной механики разрушения для оценки качества металла сварньхх конструкций, опасности различных дефектов, сравнения между собой вариантов технологий часто оказывается невозможньгм, когда разрушающее напряжение оказьгвается близким или больше предела текучести металла о . Это обстоятельство предопределило значительное внимание к критериям, которые могли бы характеризовать достаточно объективно свойства металла и сварных соединений в условиях испытаний ло разрушения после протекания пластических деформаций. [c.52]

Аналогичная концепция развивалась позднее А.А. Веллсом. Критерий критического раскрытия трещины эквивалентен 0, в пределах применимости линейной механики разрушения. В условиях упругопластического поведения материала с трещиной предельное раскрытие трещины 5с, при котором наступает нестабильность разрушения, зависит от стеснения пластической деформации на фронте трещины и поэтому связь между и более сложная и пока не установлена. [c.296]

Рассмотрение явления разрушения мегаллов как процесса, связанного с неравновесными фазовыми переходами, гюзволяет ввести обобщенные критерии разрушения, отражающие коллективные эффекты при пластической деформации и разрушении твердых тел при самоорганизации диссипативных структур. Из анализа разрушения о позиций синергетики следует, что устойчивость процессов деформации и разрушения твердых тел определяется диссипативными свойствами среды вб]щзи точек неустойчивости. Показателем этих свойств вблизи неравновесных фазовых переходов являются двух- и трехпараметрические критерии, учитывающие кооперативное взаимодействие пластической деформации и разрушения. В этой связи критерии фрактальной механики разрушения являются комплексами - двух- или трехпараметрическими. Отличие двухпараметрических критериев фрактальной механики разрушения от используемых в линейной механике заключается в том, что они включают только критерии, контролирующие неравновесные фазовые переходы и охра- [c.340]

Для соответствующих предельных состояний (хрупкого и квазихрупкого) по данным о критических напряжениях ак для образцов с надрезом (кривая 2) производят вычисление критических напряжений для элемента конструкции. В области А при вычислениях в качестве критерия разрушения используют критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Ки или раскрытия трещины бк- Определение для температуры Т = — Тэ величин Стк при известном Ki проводится по уравнениям (2.9) линейной механики разрушения (ЛМР) и температурным зависимостям Ki типа (3.4). В области Б (нелинейная механика разрушения — НЛМР) в качестве критерия разрушения используют критическое напряжение Стк, зависящее от температуры Т [по уравнению (3.6)], размеров сечения [по уравнению (3.7)] и размеров трещины [по уравнению (3.8)]. Величины КгеП [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...