Условия роста трещины

Для оценки результатов требуется наличие базы данных по акустической эмиссии, наблюдающейся при стабильном росте трещин в материале, аналогичном примененному при изготовлении контролируемой конструкции. Расчет условий роста трещин выполняют в терминах механики разрушений. Во внимание принимают источники акустической эмиссии при условии, что их не менее 5 (для газовых баллонов) и 10 (для сосудов) в области радиуса, составляющего 10% от расстояния между датчиками. Для сталей класса прочности 275-355 МПа (по пределу текучести) в учитываемые источники включают те, амплитуда сигнала от которых превышает 50 бВ. Испытания приостанавливают, если наблюдаются скачки амплитуды на 20 бВ выше среднего уровня. Соответствующие источники тщательно исследуют. [c.181]

УСЛОВИЯ РОСТА ТРЕЩИНЫ [c.7]

Условие роста трещин при деформации плоской пластины может быть выражено следующим уравнением [164] [c.67]

Условия роста трещин [c.181]

Соотношение (5.48) может быть использовано для полного описания роста малых и больших усталостных трещин при реализации нагружения с постоянной деформацией. Из этого может быть сделан важный вывод. В случае выявления линейной зависимости шага усталостных бороздок (скорости роста трещины) от ее длины при неизвестном внешнем нагружении элемента конструкции можно утверждать, что были реализованы условия роста трещины, подобные внешнему воздействию с постоянной деформацией. [c.248]

Движущей силой процесса разрушения согласно иред-ставлениям линейной упругой механики разрушения является поле напряжения у вершины трещины, описываемое коэффициентом К. С помощью этого коэффициента можно также охарактеризовать и условия роста трещины при циклическом нагружении, в процессе коррозии под напряжением и в случае водородной хрупкости. [c.21]

Как и в случае уменьшения сил связи на границах зерен, можно рассмотреть влияние адсорбированных газов, приводящее к понижению поверхностной энергии сплава (в условиях минимального образования коррозионных продуктов, например, при низких температурах или в более инертных атмосферах). Этот эффект может изменить условия роста трещин и усилить растрескивание [25, 26, 57, 112, 157, 174—176]. [c.45]

В соответствии с ЛМР процедура определения условий роста трещины предусматривает расчет коэффициентов интенсивности напряжений вдоль контура (края) трещины при заданных нагрузках, нахождение из специальных экспериментов характеристик трещиностойкости материала (выражаемых в терминах критических значений этих коэффициентов или некоторой их функции) и, наконец, сравнение на основе критериев ЛМР расчетных и экспериментальных величин и установление допустимых критических параметров трещин. Практическая реализация этой процедуры Во многом определяется тем, располагают ли специалисты представительным банком данных по трещиностойкости конструкционных материалов и достаточным набором решений задач теории упругости о трещинах различной конфигурации в элементах конструкций разной геометрии. В последние годы интенсивного развития механики разрушения постоянно накапливаются экспериментальные данные по трещиностойкости, пополняется запас решенных задач о трещинах, разрабатываются принципы и правила моделирования реальных трещин, обнаруживаемых в конструкциях средствами дефектоскопии и расчетными методами. [c.5]

Таким образом любое отклонение условий роста трещины от стационарного режима на воздухе при комнатной температуре и умеренной влажности приводит к уменьшению зоны Б. При этом условие формирования каждой усталостной бороздки за каждый цикл переменной нагрузки соблюдается во всей зоне Б Ь = gv A//AA при = 1. Поэтому пороговые коэффициенты интенсивности напряжений при различных условиях нагружения изменяются, изменяя поро- [c.286]

В связи с указанным обстоятельством для изучения условий роста трещин в вязко-упругих телах представляет значительный интерес рассмотрение распределения напряжений и смещений у края трещины в упругом теле. [c.41]

Подбирается эталонный контур, целиком содержащий внутри себя дефект. Выясняется, будет ли трещина, ограниченная внешним эталонным контуром, развиваться при заданных нагрузках. Если оказывается, что эта трещина безопасна, то согласно следствию 3.3, безопасна и исходная трещина. В противном случае нужно проверить достаточное условие роста трещины. [c.119]

Используя эти два соотношения, условие роста трещины представим в виде [c.106]

Для оценки результатов, согласно документу, требуется база данных по АЭ при стабильном росте трещин в том типе материалов, из которого изготовлена контролируемая конструкция, расчет условий роста трещин должен выполняться в терминах механики разрушений. Во внимание принимаются источники АЭ, если их не менее 5 (для газовых баллонов), 10 (для сосудов), в области радиуса, составляющего 10% от расстояния между датчиками. Для сталей класса прочности 275-355 МПа (по пределу текучести) в учитываемые источники включаются те, амплитуда сигнала от которых более 50 <1В. Испытания прерываются, если наблюдаются выбросы на 20 дВ выше среднего уровня. Соответствующие источники исследуются. [c.35]

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]

Таким образом, надежность конструкции в общем случае определяется не только условиями старта трещины, но и кинетикой ее роста. [c.239]

Первый механизм базируется на представлении, что рост макротрещины происходит за счет непрерывного зарождения у ее вершины микротрещин, которые, развиваясь, объединяются с макротрещиной. Иными словами, рост макротрещины есть не что иное, как непрерывный акт зарождения хрупкого разрушения в масштабе порядка размера зерна. Очевидно, что при хрупком развитии трещины по первому механизму необходима достаточно большая энергия, так как непрерывно (по мере роста трещины) должны обеспечиваться необходимые и достаточные условия зарождения макроразрушения (см. раздел 2.1), что связано с меньшим или большим, но обязательно с наличием пластического деформирования у вершины движущейся макротрещины. По всей видимости, диссипация энергии при старте [c.239]

Вопрос о расчетном анализе закритического роста трещины в условиях вязкого разрушения и развитии трещины при импульсном нагружении в настоящее время остается открытым. [c.254]

Ю ,% критическая деформация при вязком разрушении материала у вершины трещины определяется зависимостью Tm(e ) im — гидростатическая компонента тензора напряжений). Следовательно, в случае, если в каждой точке, принадлежащей будущей траектории трещины, нагружение материала при ее росте будет происходить по одной и той же зависимости От(е ), условием продвижения трещины является соблюдение автомодельности локального НДС у вершины движущейся трещины (деформация у вершины движущейся трещины постоянна и равна критической). Поэтому численное моделирование развития вязкой трещины проводилось при соблюдении автомодельности локального НДС у ее вершины, которое обеспечивалось путем подбора соответствующей внешней нагрузки. Зависимости От(ер, полученные в результате расчета для произвольных двух точек, нагружаемых по мере продвижения к ним вершины трещины, представлены на рис. 4.25. Видно, что для этих точек указанные зависимости практически идентичны, что говорит о правильности предположения об автомодельности НДС при росте трещины. Наличие экстремума зависимости Om(ef) обусловлено начальным притуплением трещины, связанным со специ- [c.256]

Приближение к указанной критической частоте со нагружения по мере ее возрастания сопровождается противоположными процессами по своему влиянию на рост трещин. С возрастанием частоты материал не успевает в полной мере релакси-ровать поступающую энергию к кончику трещины за счет процессов пластической деформации в связи с приближением к скорости движения дислокаций и избыток поступающей энергии будет релак-сирован за счет создания свободной поверхности квазихрупко. Движение трещины в момент ее скачкообразного подрастания в цикле нагружения не будет заторможено за счет пластической релаксации, и поэтому ее скорость будет близка к скорости распространения статической, хрупкой трещины при монотонном растяжении материала. Следует ожидать влияние на скорость роста трещины охрупчивания материала из-за резкого снижения возможности пластической релаксации поступающей энергии по мере нарастания частоты нафуже-ния в две стадии. Первоначально возрастание частоты нагружения приводит к снижению размера зоны пластической деформации при прочих равных условиях, что и объясняет основной эффект ее влияния на снижение скорости роста трещины [1]. Результаты выполненных испытаний жаропрочного сплава In 718 на образцах толщиной И мм при нафе-ве до температуры 923 К и асимметрии цикла 0,1 приведены на рис. 7.1. Чередование частот приложения нафузки приводит к тому, что взаимное влияние условий роста трещины при плоской деформации и плосконапряженном состоянии снижает скорость роста трещины при низкой частоте нафуже-ния по сравнению с монотонным процессом неизменно низкочастотного нафужения. [c.341]

Выполненные оценки длительности роста трещины хорошо согласуются с данными расчетов лопаток на прочность. Снижение продолжительности роста трещины на порядок свидетельствует о возрастании вибронапряженности лопатки вблизи бандажной полки почти в 1,8 раза. Указанная оценка получена из условия роста трещины на первой стадии в соответствии с единой кинетической кривой, когда связь между скоростью роста трещины и эквивалентным коэффициентом интенсивности напряжения определяется показателем степени Шр = 4. [c.615]

В более крупном масштабе водород диффундирует к местам максимального трехосного напряжения вблизи вершин трещин [318, 319]. На рис. 51 показано, что в условиях пластического раскрытия трещины [320] такие напряжения возникают очень близко от вершины. Во всей пластической зоне у вершины трещины водород может накапливаться в любом из мест, изображенных на рис. 50. Перенос водорода в пластической зоне вполне может происходить преимущественно путем диффузии, особенно в сталях [318], поскольку размеры таких зон часто малы в условиях роста трещин при высоких уровнях прочности (см. значения Кхкр на рис. 7). Если бы в сталях преобладал перенос путем решеточной диффузии, то не следовало бы ожидать и существования корреляции между типом скольжения и степенью водородного охрупчивания, хотя согласно имеющимся теперь данным нельзя исключать и возможность дислокационного переноса водорода. В других материалах, где коэффициенты диффузии водорода малы, дислокационный транспорт особенно вероятен. [c.131]

Кс, G — критические значения параметров К и G Ki ,Gi —значения Кс и Ос, относящиеся к условиям роста трещины с ее раскрытием ири растяжении (индексы II и III относятся к условиям роста трещин при переднем сдвиге краев трещины в плоскости и сдвиге их в антпплоскости соответственно). [c.51]

Следствия 3.3, 3.4 дают возможность в ряде случаев получить сравнительно простые достаточные условия неразрушения или разрушения тела с трещиной, не анализируя поведение данной трещины, а рассматривая условия роста трещин, ограниченных контурами более простой формы. Дополнительный анализ требуется тогда, когда объемлющая трещина оказывается опасной, а объемлемая — безопасной. [c.113]

За последнее время вклад в теорию хрупкого разрушения внесли советские ученые. Баренблатт и Кристианович развили силовые критерии хрупкого разрушения в упругой трактовке в качестве критерия разрущения при этом используется модуль сцепления, характеризующий силовое взаимодействие краев трещины. Соответствующие выражения для простейших случаев сходные с зависимостями Гриффитса. В последующих работах Баренблатта, Ентова, Салганика этот подход был распространен на кинетические и реологические условия роста трещин до возникновения нестабильных состояний. [c.460]

Решение дополнительной задачи (вторичное нагружение) в условиях роста трещины (задача 4) можно получить аналогично, учитывая, что суммарные напряжения Оуу = О при I, < х < I и история деформирования материала различна на интервалах Кх Ь и < х < Ь,. Последнее означает, что необходимо решать две разные задачи в зависимости от положения правой границы пластического слоя задачу 4, о при 1з и задачу 4, бпри I,. [c.167]

Выполненный обзор литературы позволяет сделать вывод, что для описания влияния коррозионной среды можно использовать подходы, основанные на применении линейной механики разрушения. На наш взгляд, для проведения расчетных исследований кинетики усталостной трещины в коррозионной среде наиболее приемлем метод, изложенный в работе [168], с помощью которого можно рассчитать скорость развития трещин в коррозионной среде при различной частоте нагружения на основании данных о скорости их развития на воздухе. В случае, если КИН при соответствующей длине трещины в элементе конструкции будет больше, чем Ks , количество циклов, необходимое для роста трещины при этом условии, можно считать нулевым. Такое допущение дает консервативную оценку долговечности элемента конструкции, что в инженерной практике вполне допустимо. [c.200]

Допущение об однородности НДС в структурном элементе основывается на физических закономерностях, аналогичных рассмотренным при анализе роста трещин усталости (см. подраздел 4.1.4), так как при хрупком, вязком и усталостном разрушениях необходимым условием зарождения повреждений (мнкро-трещин, микропор) является определенная концентрация напряжений в голове плоских скоплений дислокаций. При размере пластической зоны меньшем, чем диаметр зерна, повреждения не образуются. Если допустить, что НДС однородно, получим в этом случае отсутствие пластической деформации в структурном элементе (см. подраздел 4.1.4). Так как нас интересует пластическое деформирование не само по себе, а утилитарно — с точки зрения накопления повреждений, то предложенная фор- [c.231]

В настоящее время для анализа устойчивости квазистати-ческого подрастания трещины обычно используют концепцию Уд-кривых и модуля разрыва [33, 219, 339, 426]. Суть /д-подхода заключается в допущении, что процесс разрушения, происходящий у вершины субкритически развивающейся трещины, контролируется двумя параметрами приращением длины трещины AL и /-интегралом Черепанова—Райса, введенным для нелинейно-упругого тела. Иными словами, предполагается, что зависимость J (AL) однозначно определяет сопротивление субкри-тическому росту трещины независимо от вида приложенной нагрузки (при условии монотонного характера нагружения) и геометрии образца. В то же время во многих работах указывается на уязвимость этого подхода, в частности на неинвариант-ность /н-кривых к типу нагружения и геометрии образцов. Поэтому не случайно появление в последние годы большого количества работ, посвященных модификации /д-подхода путем введения различного вида энергетических интегралов [33, 276, 287, 288]. Наиболее значительные результаты получены при использовании интеграла Т [33, 287, 288]. В то же время методичес- [c.253]

Для ответа на поставленные вопросы, а также с целью анализа применимости Г -интеграла к описанию субкритического роста трещины при монотонном нагружении нами были проведены следующие численные расчеты [130, 133]. Решалась с помощью МКЭ упругопластическая задача о развитии трещины в условиях плоской деформации. Размеры образца с центральной трещиной (рис. 4.24, в) и меха-нические свойства материала, соответствующие стали 15Х2МФА при 7 = 20°С, используемые при расчете 5 = 400 мм 2Я = 200 мм 21о=ЮО мм Е = 2Х Х10= МПа ц = 0,3 /ie=162 Н/мм. Диаграмма деформирования материала описывалась зависимостью ст, = 520 + + 596(sf) °МПа. Предполагалось, что элементарный акт продвижения трещины происходит прц выполнении критерия ло- кального разрушения у ее вершины, сфор- [c.256]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...