Разрушение под напряжением, параметры

Нагружение металлов кратковременным импульсом нагрузки высокой интенсивности ведет к особому виду разрушения под действием растягивающих напряжений в области взаимодействия встречных волн разгрузки, называемому отколом. Исследованию этого вида разрушения посвящено большое число работ, основная цель которых — установление связи разрушающих напряжении в плоскости откола с параметрами нагрузки. Чаще всего по результатам экспериментальных исследований определяется зависимость разрушающих напряжений в плоскости откола от времени действия нагрузки или скорости нагружения [106, 280]. Вполне естественно, что знание зависимости напряжение — время в плоскости откола дает наиболее полную информацию о сопротивлении материала разрушению [105]. Этим объясняется интенсивный поиск путей построения такой зависимости по результатам эксперимента. [c.215]

С точки зрения материаловедения основными параметрами, характеризующими разрущение под напряжением, являются время до разрушения tт (длительная прочность) и деформация (или [c.11]

Определение механическими методами таких постоянных и функциональных параметров исследуемого конструкционного материала, которые полностью характеризуют его длительное сопротивление и входят в соответствующее кинетическое уравнение повреждений, представляет собой трудоемкую лабораторную работу, требующую наличия соответствующего оборудования для проведения длительных и кратковременных испытаний. Даже само изготовление нужного количества образцов материала связано подчас со значительными затратами времени и сил. В связи с этим чрезвычайно актуальна разработка неразрушающих физических методов наблюдения за процессами повреждений, протекающими в различных условиях термомеханического нагружения конструкционных материалов. Однако за исключением указанного, другие неразрушающие методы, основанные на применении различных приборов для физических измерений, пока не могут быть рекомендованы для надежного определения необходимых параметров материала, главным образом, по той причине, что получаемые численные значения физических характеристик, изменяющихся в процессе выдержки под напряжением, не обладают достаточным постоянством в момент фактического разрушения исследуемых образцов. [c.5]

Основную информацию, необходимую для определения экспериментальных параметров силовых и некоторых энергетических уравнений, получают из опытов на длительное разрушение под действием постоянных напряжений различных уровней. Наиболее благоприятные возможности обработки этой информации возникают в том случае, когда объем испытуемых образцов настолько велик, что результаты испытаний могут рассматриваться на каждом уровне напряжений в отдельности. Для тех уровней, на которых наблюдается стопроцентное разрушение образцов в пределах установленной базы испытаний, вычисляются средние значения долговечностей, их дисперсия или основное отклонение, а также доверительные интервалы для математических ожиданий генеральной совокупности при заданной доверительной вероятности [80, 81 ]. Далее в предположении нормальности закона распределения долговечностей устанавливаются границы зон с заданными вероятностями разрушений, и строятся кривые равных вероятностей в координатах напряжение — время или напряжение — число циклов до разрушения. При этом обычно пользуются логарифмическими или полулогарифмическими шкалами. [c.97]

Расчет тяговых цепей на прочность. При работе цепи возможны три вида ее предельных состояний по критерию прочности усталостное разрушение деталей, появление в них недопустимых пластических деформаций и полное разрушение под действием кратковременной перегрузки. Расчет цепи на прочность в общем виде должен сводиться к определению нагрузок соответственно ( р у, и Ср. в, чри которых могут возникнуть эти состояния. При конструировании новых цепей необходимо определить разрушающую нагрузку Ср. в. И) которую принято считать основным паспортным параметром любой цепи, В ходе производства цепей нагрузки Ср. в. н находят путем испытании на разрыв, получаемые при этом значения должны быть не ниже паспортного, определяемого предварительным расчетом. Излагаемые в учебной и справочной литературе методы расчета цепей на прочность по допускаемым напряжениям непригодны для определения указанных нагрузок. В многолетней практике работы ЦКБ цепных передач и устройств при ВНИИПТуглемаше хорошо зарекомендовал себя метод расчета, изложенный ниже. [c.31]

Здесь ао — напрял ение- соответствующее вероятности разрушения единицы объема материала при одноосном растяжении образца постоянного поперечного сечения А — некоторая функция параметра тп и объема V материала, находящегося под напряжением, [c.143]

Критерий начала распространения трещины (называемый иногда критерием разрушения), составляющий основу механики разрушения, не следует из уравнений равновесия и движения механики сплошной среды. Он является дополнительным условием при решении вопроса о предельном равновесии тела с трещиной. Предельное состояние равновесия считается достигнутым, если трещиноподобный разрез получил возможность распространяться. При этом разрез становится трещиной. Из последнего определения видно, что трещина — это тонкий разрез (щель), который способен распространяться (увеличивая свою поверхность) в объеме тела под действием внешних воздействий ). Роль внешних воздействий играют, например, механические усилия, температурные напряжения, коррозионное и поверхностно-активное воздействие окружающей среды, а также время, в течение которого происходит изменение параметров материала. [c.326]

Критерии работоспособности и расчета волновых передач. В результате экспериментальных исследований и опыта эксплуатации установлено, что основные причины потери работоспособности волновых передач—разрушение гибких колес и гибких подшипников качения, генераторов недостаточная жесткость генераторов и жесткость колеса изнашивание зубьев, которое зависит от напряжений смятия перегрев передачи. По всем перечисленным критериям работоспособности вести проектировочный расчет передачи затруднительно. Из всех деталей передачи наиболее уязвимо гибкое колесо. В нем возникают переменные напряжения изгиба, вызванные воздействием генератора и напряжения кручения под действием вращающего момента. Поэтому при расчете на прочность определяют главный параметр волновой передачи — внутренний посадочный диаметр гибкого колеса d (см. рис. 9.47) [c.232]

Механизм ЭИ может быть представлен двумя процессами, действующими во времени друг за другом образование в результате электрического пробоя в поверхностном слое твердого тела канала разряда и последующее разрушение твердого тела под действием механических напряжений, возникающих в результате расширения канала разряда при выделении в нем энергии емкостного накопителя. Первая стадия процесса определяет уровень напряжения, при котором реализуется процесс ( рабочее напряжение ). Выбором оптимальных параметров импульсного напряжения и условий пробоя (вид среды, геометрия электродной конструкции) достигаются минимальные градиенты напряжения пробоя. На второй стадии процесса за счет оптимизации преобразования энергии накопителя в работу разрушения достигается минимальная энергоемкость разрушения материала. Техникоэкономическая эффективность процесса в значительной степени зависит от возможности интенсификации процесса разрушения - достижения высоких объемных показателей разрушения в единицу времени при приемлемых удельных показателях энергоемкости. Последнее может осуществляться как за счет увеличения числа единичных актов разрушения в единицу времени путем повышения частоты подачи [c.25]

При повышении начальных параметров пара основные затруднения в работе металла обуславливаются высокими температурами перегретого пара, 480 — 500 С и выше, при которых механическая прочность сталей обычно применяемых марок значительно понижается п толщина стенок деталей возрастает, в особенности при высоком давлении. Уже при температуре 350 — 400° С начинает проявляться ползучесть металла (крип), т. е. непрерывная деформация материала под влиянием нагрузки, приводящая к медленному увеличению размеров напряженных частей в направлении действующих усилий, а при продолжительной работе в этих условиях и к разрушению детали. Это явление становится особенно опасным при температуре около 500° С и выше. [c.86]

Аналитическое выражение, связываюш,ее параметры ползучести и термической усталости при совместном их действии, было получено на основе гипотезы исчерпания срока службы при ползучести и накопления повреждаемости в материале под действием циклических термических напряжений. Согласно этой гипотезе разрушение наступает тогда, когда сумма относительных повреждений достигает критической величины в соответствии с линейной концепцией суммирования [c.47]

Авторы [5] считают вторым важным фактором разрушения подин пропитку блоков электролитом. Под воздействием изменений технологических параметров процесса электролиза электролит периодически расплавляется и вновь кристаллизуется, что вызывает напряжения на стенке пор. Если эти напряжения превышают предел механической прочности угольного материала, то в подовых блоках появляются новые трещины. Есть основания полагать, что проникший в поры катодных блоков электролит увеличивает количество трешин в теле материала и в конце концов ускоряет процесс деформации угольной подины и катодного устройства в целом. [c.254]

Механические свойства металла или сплава определяются такими параметрами, как прочность при растяжении, предел упругости и предел пластичности. Для высоких температур необходимо считаться еще с одним параметром — сопротивлением ползучести. Ползучестью называется непрерывная пластическая деформация материала под действием приложенного напряжения, ведущая к разрыву (разрушению) материала. Ползучесть, проявляющаяся у стали при температурах выше 400 °С, имеет особое значение для лопаток и других важных элементов газовых турбин, для частей реакторов, для находящихся под нагрузкой элементов печей. [c.74]

Многочисленными экспериментами установлено (см., например, 111], что жидкая среда, особенно коррозионная, не только увеличивает скорость роста усталостной трещины, но также изменяет характер самой диаграммы усталостного разрушения. Так, в наиболее общем случае взаимодействия чистой коррозионной усталости н коррозии под напряжением диаграмма усталостного разрушения в отличие от инертной среды (рис. 1, б, кривая 1) имеет вид, показанный на рис. 1, б кривой 2, который может существенно изменяться в зависимости от параметров нагружения (например, частоты нагружения [12]), структуры материала и физико-химических свойств среды (например, pH среды [131) При этом в отличие от испытаний в вакууме или на воздухе наблюдаются значительные расхождения в результатах исследований, выполненных по различным методикам на одних и тех же материалах и при одинаковых внешних условиях испытания, например, как указано в работе [14], в случае исследования влияния поляризации на кинетику усталостной трещины в алюминиевглх сплавах в 3,5 %-ном растворе Na l. [c.287]

На Черепетской ГРЭС (номинальные рабочие параметры пара перед турбиной — давление 170 ат, температура 550° С) с котлами ТП-240 барабанного типа коррозионные повреждения под напряжением также наблюдались в конвективной части пароперегревателей котлов № 1 и № 2 в первый период эксплуатации. Конвективные пароперегреватели были изготовлены из стали 1 Х14Н14В2М(ЭИ257) в виде труб размером 32 X 5,5 мм. Изгибы труб радиусом 55 мм и 105 мм после холодной деформации термообработке не подвергались. На котле № 1 за период 1863 час эксплуатации было зарегистрировано четыре случая разрушений, на котле № 2 за 767 час — 59 случаев. Разрушения происходили исключительно в нижних изгибах малого радиуса (г = 55 мм). Трещины появлялись главным образом на внутренней поверхности труб. Металлографическое исследование показало, что трещины сначала имели межкристаллитный характер, а затем они развивались как по границам, так и по телу зерен. В этот период изгибы труб, как указано выше, не были аусте-низированы кроме того, при термической обработке они не могли свободно перемещаться. Было произведено 50 пусков котла № 1 за период 1863 час испытаний и 22 пуска котла №2 за период 757 час, что способствовало появлению повышенных механических напряжений в металле и упариванию воды в изгибах (недренируемого перегревателя). Перед первым пуском котлы № 1 м № 2 длительно промывали щелочью, а пар из барабана со значительной концентрацией щелочей конденсировался в вертикальных петлях перегревателя. После проведения аустенизации изгибов труб радиусом 55 Л1м с нагревом по методу электросопротивления разрущений такого характера уже не наблюдалось. В процессе эксплуатации не было также случаев повреждения сварных соединений труб пароперегревателей, изготовленных контактным способом. При исследовании двух контрольных стыков паропровода, не прошедших стабилизации, в одном из них, проработавшем 3500 час, была обнаружена трещина глубиной 5,1 мм у корня шва — на расстоянии примерно 5 мм от наплавленного металла. Авторы работы считают, что причина возникновения этой трещины — повышение концентрации солей и их агрессивность при упаривании конденсата между трубой и подкладным кольцом в периоды останова и пуска котла. Разрушения межкристаллит-ного характера отмечены в нескольких случаях, в том числе и в дренажных трубках и в сварных соединениях труб (размеры 219 X X 27 мм) в месте контакта поверхности трубы с подкладным кольцом. В трубе размером 133 X 18 мм, находившейся в течение года в кон- [c.342]

Наиболее массовое разрушение труб из аустенитной нержавеющей стали, причиной которого была коррозия под напряжением, произошло на установке химического завода фирмы Хюльс (ФРГ). Установка с прямоточным котлом Бенсона имеет параметры пара 294-Ю Па (300 кгс/см ), 600 °С. Высокотемпературная часть установки (до температуры стенки 640 °С) изготовлена из стали X8 rNiMoVNbl613. Сталь X8 rNiNbl613 применена только в зоне температур стенки 535—555 °С. [c.189]

В первых конструкциях парогенераторов реактора AGR использовались навитые спиральные трубы, установленные таким же образом, как в реакторах типа Магнокс . В более поздних конструкциях были применены спиральные сборки, помещаемые в цилиндрические каналы в стенках корпуса реактора, которые в случае необходимости могли быть переставлены. Теплоноситель здесь является более агрессивным, чем в реакторе Магнокс , так как имеет более высокую температуру (650° С по сравнению с 380° С в реакторе Магнокс ), более высокое давление (4,2 МН/м по сравнению максимум с 2,8 МН/м ) и большее число соединений, порождающих водород, которые добавляются, чтобы ограничить потери графита. Полностью раскисленные углеродистые стали могут быть использованы до 360° С, при более высокой температуре необходимо применять стали, содержащие хром и 0,6% Si. Эти стали хорошо сопротивляются коррозии во всем диапазоне температуры, поэтому проблема материалов для парогенераторов как с многократной циркуляцией, так и прямоточных не возникает при условии, что с увеличением температуры для обеспечения -стойкости при окислении будут использованы более высоколегированные стали. Эта проблема может, однако, возникнуть для прямоточных парогенераторов при работе на докритических пара-метра , так как существует опасность коррозии под напряжением, которая может иметь место, если растворы с высокой концентрацией солей из зоны испарения попадут в перегреватель, сделанный из одной из аустенитных сталей серии 300. Для полной безопасности от коррозии под напряжением существенно, чтобы этот материал работал при перегреве по крайней мере 90°. Это не вызовет конструктивных трудностей, так как максимальная температура, при которой материал должен противостоять коррозии под напряжением, выше 470° С и представляет собой сумму 350° С+ 90°4-30° (градиент по трубе). Однако уровень воды в прямоточных парогенераторах, работающих на докритических параметрах, контролировать трудно. Различие уровней в трубах может уменьшить перегрев в одних из них до уровня, когда появляется риск возникновения коррозии под напряжением, и увеличить температуру других до значений, при которых в конце экс-ллуатации реактора можно ожидать появления коррозионного разрушения. Одним из решений этой проблемы является использование высококремнистой стали с 9% Сг и 1% Мо в сочетании с удачной конструкцией, что дает возможность обеспечить одинаковый уровень во всех трубах. Возможно также применение никелевых сплавов, таких, как сплав 800, который показал хорошее сопротивление коррозии под напряжением, а также воздействию СОг во всем рабочем диапазоне температуры. Однако разработка [c.185]

Часто на практике размер дефектов, необходимый для катастрофического хрупкого разрушения при эксплуатационных нагрузках, настолько велик, что дефекты можно обнаружить и устранить тем или иным способом при сборке или ремонте конструкции. Катастрофические разрушения могут происходить, если исходные малые дефекты в процессе работы вырастут до критической величины по механизму докритического роста трещины при усталости или коррозии под напряжением. Успех обычной линейной упругой механики, описывающей за-верщающую стадию разрушения через параметры, которые можно связать с приложенными напряжениями, привел к попыткам охарактеризовать подобными же методами докритический рост трещины. [c.219]

Сначала анализировали, достаточен ли рост трещины при исходной нагрузке, соответствующей К , для достижения текущим значением К в момент разрушения обычного параметра вязкости разрушения. Во многих изломах область трещины, развившейся в условиях коррозии под напряжением, отличается от остальной поверхности, так что длину ее довольно просто из1мерить. В некоторых случаях было получено хорошее согласие между К-,с и рассчитанными значениями (обозначено Ki, > чтобы показать, что предварительная трещина наведена в условиях коррозии под напряжением), в других — разветвление коррозионной трещины приводило к завышенным значениям, с- [c.247]

В развитии современных представлений о работоспособности материалов с дефектами, внесенными в процессе создания материалов или развившимися в служебных условиях, исключительно важную роль играют фрактографи-ческие исследования. Фрактография как метод исследования строения поверхности изломов объединяет такие фундаментальные дисциплины, как физика и механика разрушения, кристаллография и материаловедение, являющиеся основой количественной фрактографии. С развитием положений линейной механики разрушения и растровой электронной микроскопии количественная фрактография поднялась на новую ступень, так как оказалось возможным установление взаимосвязи между микроструктурой материала, микромеханизмом разрушения и фрактографическими параметрами при заданном напряженно-деформированном состоянии, Иными словами, удалось найти взаимосвязь между механическими свойствами материалов в микрообъемах и свойствами материала, находящегося под нагрузкой. Это позволяет путем анализа поведения материала в условиях локального разрушения судить о его способности тормозить макроразрушение и на Основе фрактографических исследований давать рекомендации по установлению и увеличению ресурса машин и сооружений в заданных условиях эксплуатации, а также разрабатывать систему мер по повышению надежности работы материала. [c.5]

Параметры функций напряжений приведены в табл. 29, Зи. 31. Функцию времени удобно изображать графически. Статическая прочность. характеризуется длительной прочностью, которая зависит от времени пребывания под напряжением в условиях высоких температур. В табл. 2 приведены значения пределов длительной прочности для ряда сталей. Зависимость от температуры изображается графиком lg В качестве примера на фиг. 86 даны соответствующие кривые для стали ЭИ69. Длительная прочность существенно зависит от температуры. г[ри повышении температуры снл падает н увеличивается склонность к хрупкому разрушению (фиг. 87). [c.388]

Разрушение под действием мощного фотоизлучения. Новые аспекты исследования прочности и разрушения твердых тел открываются в связи с применением квантовых генераторов, способных создавать лазерные лучи огромной мощности. Исследования напряженного состояния при прохождении лазерного луча были начаты на прозрачных полимерах (органические стекла). Процесс прохождения лазерного луча сопровождается сложными физическими явлениями и при определенной мощности импульса приводит к разрушению прозрачного материала. К настоящему времени накоплен сравнительно небольшой объем физико-механических исследований этого явления. В связи с этим вопросы выделения основных параметров, влияющих на разрушение, а также выявление закономерностей превращения энергии электромагнитных колебаний в механическое напрян гение далеки от своего завершения. [c.466]

Следует также отметить, что при анализе работоспособности сварных соединений с )ггловыми швами также необходимо учитывать их механическую неоднородность. Строго говоря, угловые швы в сварных соединениях находятся под действием сложного напряженного состояния, в котором сдвиг является лишь одной из составляюпщх. Минимизация внутренней энергии при разрушении угловых швах посредством сдвига по некоторому сечению позволила получить расчетные формулы для оценки прочности данных сварных соединений /4/. При этом прочность зависит от того, является ли металл шва мягким по сравнению с основным или, наоборот, более твердым. Правильная оценка топографии механической неоднородности и соотношения конструктивных параметров позволяет расчетным путем определить несущую способность сварных соединений с угловыми швами. [c.29]

Каждый из трех типов деформации характеризуется соответствующими критериями разрушения. Применимость того или иного критерия зависит от общей деформации, предшествующей разрушению. Области применимости критериев представлены заштрихованными зонами под ди аграммой деформирования (рис. 3.2). Для первой зоны (до точки А) характерно однопараметрическое описание поля напряжений в вершине трещины. При этом для каждого из трех видов деформации параметрами являются коэффициенты интенсивности напряжений К,, К , К, . Разрушение наступает в момент достижения одного из параметров (или их комбинации) некоторого критического уровня, например, Kj = Kjj,, где — критическое значение коэффициента интенсивности напряжений или вязкость разрушения для трещин нормального отрыва. При этом пластическая деформация в вершине трещины должна быть минимальной. [c.80]

Такое предположение позволяет сделать сопоставление данных работ [61] и [96]. В обеих работах исследовали один и тот же Ti-сплав с параметрами структуры, характеризуемыми крупными а -пла-стинами в первичных (3]5,-зернах размером 0,5-1 мм. В работе [43] при выдержке материала под нагрузкой в течение нескольких минут изменения СРТ по сравнению с х = О не отмечали. В работе [96] при выдержке произошла смена механизма разрушения с вязкого внутризеренного, которому отвечал бороздчатый рельеф излома, на межсубзеренный с фасеточным рельефом излома, что сопровождалось сокращением в 16 раз периода роста трещины. В связи с фактом возрастания скорости роста трещин было подчеркнуто [96] наличие в материале 0,004 % Н2. Это количество Н2 достаточно мало по массе, но в другой работе [81] при длительном статическом нагружении образцов из сплава 0Т4 по схеме Трояно при объемной доле Н2 в 0,003-0,005 % наблюдали их замедленное разрушение и увеличение СРТ при высоком уровне напряжений. Такое разрушение, как говорилось выше, сопровождалось образованием гидридов и развитием трещин по ним. Но в работе [61] снижение долговечности было объяснено диффузией имеющегося в материале Н2 в полосы скольжения. Если это так, то при выдержке данный процесс должен сопровождать и рост трещины, способствуя охрупчиванию материала, однако это в работе [60] не наблюдалось. Поэтому только наличием в сплаве Н2 нельзя объяснить снижение периода зарождения трещины и увеличение СРТ. По всей вероятности, имелась некоторая субструктурная особенность состояния материала по межфазпым границам, которая вызывала рост трещины по ним в течение выдержки под нагрузкой или охрупчивание по плоскостям скольжения в монофазном материале. [c.368]

Для изотропных материалов экспериментально было обнаружено, что энергия, затраченная на продвижение трещины, относительно постоянна. Поэтому большая часть усилий была сконцентрирована на изучении различных методов вычисления затраченной энергии, причем игнорировалось обоснование сделанного выше упрощения. Анализ энергетического неравенства (И) показывает, что левая часть (11) постоянна тогда и только тогда, когда Цравая. часть неравенства является функцией одного параметра. Это на самом деле соответствует случаю изотропного разрушения, когда под действием любого сложного плоского нагружения наблюдается неустойчивый рост трещины в направлении, ортогональном направлению максимального нормального напряжения около кончика трещины (например, см. работу [15]). Иначе говоря, в изотропном материале со случайно распределенными трещинами равной длины (рис. 9) только трещина, перпендикулярная действию нагрузки, является критической и только один вид испытания — растяжение в направлении, перпендикулярном трещине,— необходим для определения характеристики разрушения такого материала. [c.228]

Определяя срок годности полупроводникового прибора, нужно учитывать назначение всей схемы или конкретную функцию данного прибора. Выход из строя прибора обычно вызывается не внезапным, а постепенным изменением его характеристик под действием облучения. За точку разрушения принимается доза облучения, при которой параметры прибора изменяются так, что они выходят за пределы конкретных допусков, определяемых его назначением. В большинстве случаев применение выпрямителей и диодов обш,его назначения возможно при довольно широких допусках на свойства. Опорные элементы Зенера относятся к разряду диодных конструкций, назначение которых в цепи требует очень жестких допусков на изменение опорного напряжения Зенера. [c.298]

Метод акустической эмиссии. Для проведения анализа процессов микротрещинообразования в образцах и изделиях из металлов [14] необходимо применять метод акустической эмиссии, который основан на исследовании акустических параметров (интенсивность акустических импульсов, амплитудный и частотный спектры импульсов и т. д.) при образовании микротрещин под воздействием напряженно-деформированного состояния изделий, конструкций и образцов при приложении нагрузки, уровень которой значительно ниже предельного (разрушающего) значения. Для композиционных материалов метод еще недостаточно изучен [14], однако ему в последнее время уделяется все большее внимание. Значительная эффективность данного метода объясняется тем, что физический процесс микротрещинообразования непосредственно связан с кинетикой разрушения материала как на стадии изготовления, так и эксплуатации. Метод позволяет оценивать состояние изделия в процессе эксплуатации, если наблюдение за режимом трещинообразования в изделии было начато с самого начала эксплуатации изделия. Метод является также эффективным при контроле прочности изделий , который основан на установлении многопараметровой связи акустических параметров микротрещинообразования с прочностью изделия. Метод применяется при контроле изделий из полимерных композиционных материалов в режиме их опрессовки. [c.88]

Исследование процесса разрушения изделий или отдельных ле-талей с дефектами типа трещин проводят на основе расчета юс напряженно-деформированного состояния (ЦДС) под де1 ствием эксгкуа-тационной нагрузки. Анализ НДС материала в кончике трещины позволяет легко подучить числовые значения параметров тращиностои-кости и сделать вывод о возможности дальнейшего развития трещины при сравнении этих параметров а критическими значениями дна исследуемого материала, которые определены расчетом образца с учетом результатов испытаний на разрушение. [c.25]

Выражение (5.4) позволяет переходить от закона распределения некоторого предела выносливости сгд г с параметрами распределения о, и и, установленными путем статистической обработки результатов испытаний на усталость образцов данного материала, к закону распределения пределов выносливости детали, для которой при соответствующих условиях нагружения известна функция / (х, у, г). Под пределом выносливости детали в этом случае понимается отвечающая данному числу циклов до разрушения величина сГп,ах- При непосредственном испытании на усталость серии рассматриваемых деталей (например, образцов с конструктивными концентраторами напряжений) прогнозируемый закон распределения (5.4) доступен экспериментальной проверке. В указанном случае образцов с концентраторами напряжений Стщах определяется как произведение номинального напряжения вне зоны концентрации напряжений на теоретический коэффициент концентрации [3, 71 ], причем отношение (обычно r.i ,) к Стшах при тех же и и заданной вероятности р или q представляет собой прогнозируемый эффективный коэффициент концентрации напряжений. [c.164]

Характер разрушения при всех видах испытаний (растяжении, сжатии, изгибе, кручении) как под действием нормальных (отрыв), так и сдвиговых (срез) напряжений бывает вязким или хрупким. Различие между вязким и хрупким разрушениями заключается в величине нластич. деформации, накопленной перед разрушением. Оба вида разрушения связаны с зарождением и развитием трещин. Оценка сопротивления разрушению при обычных статич. испытаниях (предел прочности, временное сопротивление разрушению) часто недостаточна для определения пригодности материала как конструкционного, особенно при наличии надрезов, трещин п др. концентраторов напряжений. В этом случае применяют испытания на вязкость разрушения, при к-рых используют образцы с заранее созданными в них трещинами, и оценивают параметр (К), к-рый наз. коэф. интенсивности напряжений. Определяют этот коэф. для плоского (/Гд) или объё.много (КсО напряжённых состояний. [c.130]

ПОЛЗУЧЕСТИ ТЕОРИЯ математическая — раздел механики сплошных сред, в к-ром изучают процессы медленного деформирования (течения) твердых тел под действием пост, напряжения (или нагрузки). В силу различия физ. механизмов, приводящих к возникновению временных эффектов, единой П. т. не существует. Наиб, развитие получили варианты П. т., описывающие поведение наиб, распространённых конст-рукц. материалов металлов, пластмасс, композитов, грунтов, бетона. Оса. задача П. т.— формулировка таких матем, зависимостей между деформацией ползучести (или её скоростью) и параметрами, характеризующими состояние материала (механич. напряжения, темп-ра,повреждённостьи др.), к-рые бы достаточно полно отражали осн. наблюдаемые в экспериментах свойства. К П. т. непосредственно примыкают теории т. н. длит, прочности, описывающие разрушение материалов при выдержке в условиях постоянной или слабо меняющейся нагрузки. [c.10]

Под пластичностью в дальнейшем понимается накопленная к моменту разрушения пластическая деформация (или параметр Удквиста). ЗавиойМО Сть пластичности от вида напряженного состояния характеризуется диаграммой пластичности, являющейся механической характеристикой материала. Диаграмму пластичности обычно строят в координатах коэффициент жесткости (или вида) напряженного состояния ц — пластичность Сдр. Предполагается, что диаграмма пластичности, построенная в указанных координатах, является единой для различных напряженных состояний. [c.136]

Закономерности, описывающие деформирование и разрушение конструкционного материала, в сочетании с информацией о температурном состоянии элементов конструкции позволяют подойти к решению важного для инженерной практики вопроса об оценке их работоспособности при заданных условиях теплового и механического воздействий. В общем случае решение этого вопроса связано с предварительным определением параметров напряженно-деформированного состояния рассматриваемого элемента конструкции при упругом или неупругом поведении его материала. Это обычно приводит к необходимости формулировать и решать соответствующую задачу термоупругости, термопластичности или термоползучести. Пути решения таких задач рассмотрены в последующих главах. Здесь ограничимся анализом работоспособности таких элементов конструкций, для которых параметры напряженно-деформированного состояния определяются достаточно просто и непосредственно связаны с действующими на конструкцию нагрузками и условиями ее закрепления. Примером подобных элементов конструкций являются стержневые элементы, под которыми будем понимать достаточно протяженные в одном направлении элементы конструкций. Для оценки работоспособности таких элементов допустимо учитывать влияние лишь однородного нормального напряжения в их поперечном сечении, т. е. считать, что их материал находится в одноосном напряженном состоянии. К такой расчетной схеме с учетом тех или иных допущений удается свести довольно большую группу реальных теплонапряженных конструктивных элементов. [c.191]

Кроме того, в данной работе впервые проведена оценка активационных параметров в области деформации ниже макроскопического порога хрупкости Si. При этом полученные значения этих параметров, в частности, низкое критическое напряжение сдвига, малая величина энергии активации, большая величина активащюнного объема и более высокая подвижность дислокаций, свидетельствуют об аномальности механических свойств в приповерхностном слое Si [307- 314]. Обращает на себя внимание тот факт, что аномальность механических свойств проявляется именно в тонком поверхностном слое кристалла [рис. 101], глубина которого согласуется с данными работ по тонкой абразивной обработке полупроводников [96, 97 и их статическому нагружению инденторами различной формы [98- 100, 105]. Особая деформационная способность приповерхностного слоя по сравнению с объемом кристалла находит подтверждение в работах по абразивной обработке полупроводников [96, 97, 102, 553, 554], в которых показано, что при переходе к определенной степени дисперсности абразива (для Si порядка 0,25 мкм [96, 97]) можно полностью избежать хрупких трещин и получить чистые единичные дислокации. При более крупных частицах абразива, как правило, наблюдается хрупкое разрушение [96, 97, 102, 553, 554]. Аналогичная закономерность проявляется и при статическом нагружении полупроводниковых кристаллов, когда лишь при строго определенной величине нагрузки может протекать чисто пластическая деформация [98—100, 105], а при большей величине нагрузки, которая вовлекает в пластическую деформацию соответственно более глубокие слои приповерхностного слоя, наряду с образованием дислокаций наблюдается процесс хрупкого разрушения[102,554]. Кроме того, следует отметить, что именно в приповерхностных слоях кристаллов (порядка 2—5 мкм для S1 и Ge) проявляются обычно фотомеханический, электромеханический и концентрационный эффекты [423, 430, 431]. При объяснении природы этих эффектов в работах [430, 431] предполагалось понижение барьеров Пайерлса под действием тех или других внешних факторов (электрическое поле, освещение и т.п.). Поскольку в данной работе указанные внешние факторы отсутствовали, на основании полученных результатов можно 178 [c.178]

Формулы (4.3), (4.5) и (4.6) описывают все характерные особенности моделей хрупкого разрушения. Эти формулы содержат либо объем V, либо в более обш,ем случае меру М, поэтому распределение разрушающего напряжения зависит от абсолютного размера образца. Такое явление называют масштабным эффектом прочности, подразумевая под этим отступление от классических законов подобия, согласно которым разрушающее напряжение не должно зависеть от абсолютных размеров образца или детали. В действительности это отступление является кажущимся. Причина масштабного эффекта прочности состоит в том, что модель Вейбулла содержит дополнительный параметр, имеющий размерность длины (в классической механике деформируемого твердого тела такого параметра нет). Этот параметр — характерный размер р структурного элемента — входит в формулу (4.1) через число л структурных элементов в единице объема, а в формулы (4.3) и другие — через объем структурного элемента Уо- При этом р Уо . Если объел Vo заменен объемом стандартного o6pa3ifa Vs, то размер р входит в величину г , которая принимает смысл характерной прочности образца. [c.124]

Применим методологию эволюционного подхода к процессам деформирования и разрушения материала [146]. Под автономностью будем понимать отсутствие старения материала и других аналогичных временных явлений при деформировании. Кроме того, будем полагать, что механизмы и процессы разрушения материала не изменяются в течение рассматриваемого периода времени, т. е. стационарны. Повреждениями тела (материала) считаем разрыхление, образование пор и микротреш,ин, их рост, а также другие изменения механических и физических свойств материала при воздействии внешних факторов. В эволюционной системе тело-повреждения накопление повреждений (состояние системы) будем характеризовать интерпретируемым как сплошность скаляром О ф являюш,имся единственной переменной состояния q = ф. К управляюш,им параметрам следует отнести те, которые отражают условия нагружения тела тензоры деформаций и напряжений, температуру, внешнюю среду и другие переменные, суш,ественные для процесса накопления повреждений. Учет всех управляюш,их параметров в эволюционном уравнении (1.5.2) представляет весьма сложную задачу. В то же время важно, чтобы управляюш,ие параметры деформирования и разрушения могли быть найдены из достаточно простых экспериментов. Примем следующий постулат в основе процессов деформирования и разрушения материалов (функционирования системы тело-повреждения ) лежат обш,ие закономерности (1.5.2) накопления повреждений, которые в простейшем случае могут быть записаны в виде [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...