Экспериментальные методы определения трещиностойкости материала

Эти формулы лежат в основе, разработанного экспериментального метода определения характеристик трещиностойкости материала. [c.51]

Разработка методов оценки трещиностойкости материала в виде определения значений характеристики б связана с подбором таких форм испытываемого образца, таких силовых схем нагружения, которые были бы просты для экспериментальной реализации и для которых возможно решение соответствующей задачи о предельном равновесии. [c.150]

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]

Это напряжение должно быть значительно ниже предела текучести материала, который за пределами пластической зоны у кончика трещины работает в пределах упругости деформирования. Безразмерный коэффициент а отражает как геометрический фактор, так и характер распределения напряжения а. При весьма большом отношении ВИ этот коэффициент равен единице, что имеет место и в случае бокового надреза длиной I. При конечном отношении В/1 и неравномерном распределении напряжений коэффициент а принимает другие значения [101]. Случай сквозной трещины (рис. 4.15, а) в растянутой или изгибаемой пластине встречается при проведении различных опытов на трещиностойкость материалов. В расчетах конструкционных элементов чаще встречается случай плоской поверхностной трещины (рис. 4.15,6). Очертание фронта такой трещины в процессе ее развития по ряду экспериментальных данных близко к полу-эллипсу. Соотношение его полуосей по данным опытов [65] составляет примерно 0,38. Постоянство этой величины при изменении абсолютных размеров трещины объясняется тем, что независимо от исходной формы, она приобретает через некоторое число циклов нагружения устойчивую форму равного сопротивления продвижению во всех точках ее фронта. Коэффициент интенсивности /( сохраняет и в этом случае выражение (4.35) при иных значениях а, но часто используют также и выражение К — оа у лЬ, где Ь — глубина трещины (рис. 4.15, б). В тех случаях, когда глубина Ь соизмерима с расстоянием от контура трещины до противоположной поверхности тела, теоретическое определение коэффициента К оказывается затруднительным и его обычно находят экспериментальным путем (так называемый метод /С-тарировки) с использованием энергетической трактовки условий предельного равновесия трещин, распространяющихся путем квазихрупкого разрушения, т. е. такого, когда пластические деформации могут появляться лишь в локальных зонах у кончиков трещины. [c.130]

Слева в выражении (3.3.2) стоит коэффициент интенсивности напряжений К, который следует знать в виде функции нагрузки, размеров детали и трещины, а справа он же, но определенный из опыта и играющий роль механической характеристики материала, оценивающей его трещиностойкость, т.е. сопротивление материала росту в нем трещины . Величина К . - критический коэффициент интенсивности напряжений для плоского образца данной толщины 1 (более кратко - вязкость разрушения , или просто трещиностойкость) - определяется из эксперимента. (Подробнее о методах экспериментального получения статических характеристик трещи-ностойкости см. п. 3.3.3.) [c.144]

Это означает, что трещина начнет распространяться, когда расстояние между двумя противолежащими точками 5 = 2v х = у = 0) на противоположных берегах трещины у ее вершины достигнет предельного значения. При этом пластическое течение у вершины трещины приводит к ее затуплению и расхождению берегов трещины один от другого на величину 5 у вершины. Один из методов экспериментального определения пластического раскрытия трещины 5с (трактуемой, как характеристика материала, оценивающая его трещиностойкость) состоит в доведении до разрушения балки на двух опорах с изгибающей силой посередине пролета (трехточечный изгиб). Па растянутой стороне балки имеются, предварительно выращенные, две одинаковые, рядом расположенные трещины. Полное разрушение происходит по одной из них, а на оставшейся трещине оказывается возможным замерить остаточное (пластическое) критическое раскрытие 5 = 5с которое образовалось в качестве разрушающего значения нагружающего усилия. [c.134]

Следует подчеркнуть, что расчетные модели локального разрушения, основанные на положениях линейной механики разрушения, имеют большие ограничения, часто не оговариваемые в моделях, не обоснованы границы их применения в отношении размеров трещины и тела. Это очень осложняет экспериментальные методы определения критерия / i и приводит к необходимости испытания крупногабаритных образцов при оценке трещиностойкости конструкционных материалов. А. Е. Андрейкивьш [5, 6] разработана расчетная модель локального разрушения упругопластических тел и выведено критериальное уравнение. Это позволило установить связь Kw с механическими свойствами и параметрами структуры материала [c.20]

В связи с тем, что экспериментальный метод определения оре-щиностойкости довольно длителен и трудоемок, был опробован расчетно-теоретический метод оценки трещиностойкости, описанный в работах чехословацких ученых [4]. Этот метод позволяет оценить возмокцую ширину раскрытия трещины в зависимости от свойств материала покрытия [c.101]

В то же время для получения достоверных оценок предельных и допускаемых размеров дефектов требуется разработка методов, учитывающих ограничения, связанные с экспериментальными особенностями определения характеристик трещиностойкости, включая требования их корректности во всем диапазоне размеров трещин и технологичееких дефектов. Такая постановка задачи может быть эффективно рассмотрена при использовании характеристик трещиностойкости, дающих наиболее интегральное представление о процее-сах деформирования и разрушения, происходящих в локальных областях материала и элемента конструкции в целом. Этому условию наиболее удовлетворяют энергетический критерий в форме 1-инте-грала и деформационный в виде коэффициента интенсивности деформаций Кхе, которым уделено основное внимание. [c.35]

Стандартизация методов определения характеристик трещиностойкости (у, Ki , бк) конструкционных материалов в реальных условиях эксплуатации требует подбора таких силовых схем нагружения образцов с трещинами, которые были бы просты в экспериментальном осуществлении и соответствовали бы теоретическим моделям механики хрупкого разрушения. Наиболее перспективной из таких силовых схем является растяжение цилиндрического образца с внешней кольцевой трещиной. Цилиндрическими образцами давно пользовались [12, 110, 194, 208, 232, 259] при изучении прочностных свойств конструкционных материалов, в частности для выяснения влияния надреза. Цилиндрический образец обладает тем преимуществом, что его легко изготовить и на нем легко создать исходный кольцевой надрез необходимой глубины и остроты. В отличие от схем, когда применяются плоские образцы, эта силовая схема реализует локальное состояние плоской деформации вдоль всего контура трещины, что соответствует расчетным моделям. Кроме того, цилиндрический образец может быть успешно применен для оценки склонности материала к хрупкому разрушению как при статическом, так и,глри ударном нагружении. [c.134]

Методы экспериментального определения характеристик тре-щиностойкости в условиях упругопластического деформирования требуют схематизации накопленного опыта испытаний. В этой области значительное развитие и наиболее широкое практическое приложение среди критериев нелинейной механики разрушения получили раскрытие трещины [11-13], коэффициент интенсивности деформаций в упругопластической области [14], энергетический З-интеграл [15-17] и предел трещиностойкости 1 [18-19], позволяющие анализировать закономерности разрушения, напряженно-деформированное состояние в вершине трещины на стадии ее инициации при значительных пластических деформациях и общей текучести материала, а также проводить оценку предельных состояний элементов конструкций с трещинами. [c.20]

Расчеты на трещиностойкость. В случаях, когда есть основания считать возможное разрушение хрупким, расчет ведут по критерию разрушения (2.3.22) К Кс предполагая при этом справедливость положений линейной механики разрушения. Вычисление стоящего слева коэффициента интенсивности напряжений К при современном развитии вычислительных методов и техники и наличии справочников, как правило, не вызывает затруднений. Гораздо труднее экспериментальное определение правой части критерия (2.3.22), а именно критического коэффициента интенсивности напряжений Кс называемого иногда вязкостью разрушения. Сопротивление материала росту трещины во многом определяется затратами энергии на пластическое деформирование объема материала или возможное изменение его свойств в ближайшей окрестности вершины трещины. А величина и распределение пластических деформаций, форма и размеры пластически продеформированных областей как вдоль фронта трещины, так и в удалении от него существенно зависят от многих [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...