Напряжение, деформация и разрушение

Глава 5. НАПРЯЖЕНИЕ, ДЕФОРМАЦИЯ И РАЗРУШЕНИЕ 5.1. Параметры напряжения и деформации [c.36]

Общие понятия о нагрузках, напряжениях, деформациях и разрушении материалов [c.24]

Как известно, напряжения, деформации и разрушение можно вызвать не только механическими воздействиями, но, при определенной интенсивности и продолжительности, также температурными, электрическими и магнитными. Поэтому, например, в реакторной технике очень важны температурный удар, термическая усталость в физике плазмы — магнитная деформация и т. д. [c.59]

С другого стороны, и пластическая деформация, и собственно разрушение являются по своей физической природе локальными процессами, и эта локализация пластической деформации и разрушение имеет свои специфические особенности на каждом структурном уровне. На микроуровне - уровне дефектов структуры (вакансий, дислокаций и т.д.) - развиваются свои процессы накопления микроповреждений, обусловленные перераспределением дефектов и увеличением плотности. Причем, поля внутренних напряжений на разных структурных уровнях также существенно различны и имеют разную физическую природу. Неодинаковы и концентраторы напряжений. На микроуровне это могут быть внедренные атомы, атомы замещения, дислокационные петли и [c.242]

Напряженное состояние возникающее в твердом теле, существенно влияет на процессы его деформации и разрушения. [c.117]

При растяжении пластичного материала за опасное состояние могут быть приняты начало текучести, начало образования шейки и разрушение материала. Опасными напряжениями соответственно могут быть предел текучести, предел прочности и истинное напряжение в момент разрушения (см. 6.2). Появление линий сдвигов при возникновении остаточных деформаций и разрушение образцов по поверхностям, наклоненным к направлению растягивающей силы под углом 45° ( 6.2), дают основание считать, что как образование и развитие пластических деформаций, так и разрушение происходит за счет скольжения и сдвигов под действием наибольших касательных напряжений. Такой вид разрушения называется разрушением путем среза. [c.94]

В последнее время открылась новая обширная область приложения теории упругости к физике твердого тела. Идеальный кристалл с правильным расположением атомов упруг. Всякие нарушения правильности кристаллической решетки приводят к появлению поля напряжений, которое с достаточной степенью точности может быть изучено методами теории упругости. В следующих главах, посвященных решению задач теории упругости, основное внимание будет обращено именно на эту сторону, будут приведены некоторые результаты, которые необходимы для понимания современных точек зрения па механику неупругих деформаций и разрушения. [c.266]

Многочисленные опыты на стали и вольфраме показали, что вплоть до давлений в (1000—2500) МПа гидростатическое давление не влияет на ход истинной диаграммы напряжение—деформация и так же, как и для меди (см. рис. 233), увеличивается лишь значение деформации при разрушении ер. [c.441]

Яблонский И. С. О расчете коэффициента интенсивности напряжений в растянутой подкрепленной панели с трещиной.— В кн. Физика и механика деформации и разрушения конструкционных материалов. Выи. 5.— М. Атомиздат, 1978, с. 123—138. [c.497]

В металлах распространение трещины связано с образованием пластической деформации в тонком слое около поверхности трещины, энергия на образование кото-, рой Ур существенно превышает энергию разрушения при упругой деформации у. Поэтому для металлов суммарная энергия на образование местной пластической деформации и разрушение мало отличается от энергии Yp (т. е. Yk=Yp+ Y Yp)- Из этих условий напряжение а , 24 [c.24]

На схеме напряженно-деформированного состояния материала в зоне трения (рис. 3.2) показаны зона сжатия впереди движущегося элемента контакта и зона растяжения сзади него, а также области упругой и упругопластической деформации. В условиях трения каждый элементарный поверхностный объем многократно воспринимает знакопеременные нафузки, влияющие на механизмы деформации и разрушения. [c.64]

Расчет на статическую прочность производят в целях предупреждения пластических деформаций и разрушений при кратковременных перегрузках (например, в период пуска и т. п.). При этом определяют эквивалентное напряжение по пятой гипотезе прочности (гипотезе энергии формоизменения) [c.288]

Жаропрочность — способность металлов выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенной температуре. Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной. прочности Одп— напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (выше 450 °С) температуре условный предел ползучести % — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Уд = Ю %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч или Va = Ю мм/ч. Окалиностойкость (жаростойкость) — характеризует способность стали сопротивляться окисляющему воздействию газовой среды или перегретого пара при температуре 500—800 °С и выше без заметного снижения ее механических свойств в течение расчетного срока службы. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч. [c.222]

В книге помещены статьи по теории обработки металлов давлением и теории пластической деформации и разрушения металлов. Рассмотрены новые методы исследования пластичности, влияние на пластичность скорости деформации, температуры, химического состава, напряженного состояния, условий нагрева и т. п. Значительное внимание уделено течению металла и распределению деформаций материала, заключенного в оболочку, влиянию прокладок и формы торца биметаллической заготовки на процесс формоизменения, конструкциям станов для получения тончайших полос и для теплой прокатки малопластичных металлов и сплавов, а также другим вопросам. [c.120]

Схемы I—IV характеризуют деформацию и разрушение при пониженных температурах и высоких напряжениях, при которых, согласно работе [5], плотность и скорость дислокаций, испускаемых поверхностными источниками дислокаций, значительно больше, чем испускаемых объемными. Поэтому деформация опре- [c.105]

Схемы V—F/7 на рис. 2 характеризуют деформацию и разрушение при повышенных температурах и малых напряжениях, когда градиент плотности и скорости дислокаций поверхностных и объемных источников уменьшается и поверхностные источники уже не играют преобладающей роли. При реализации механизма по схемам V—VI как напыленный слой, так и переходный, интерметаллический, способствуют упрочнению композиций, и в этом случае на дислокации действуют поляризационные силы отталкивания. В структуре наблюдается образование мелкодисперсных частиц и плотных сеток дислокаций. [c.107]

Причиной понижения предела выносливости образцов с электролитическими железными покрытиями являются остаточные напряжения растяжения на границе основной металл — покрытие , достигающие 100—960 МПа. Эти напряжения оказывают отрицательное влияние на трещиностойкость гладких цилиндрических образцов при асимметричном цикле нагружения и обусловливают особый характер деформации и разрушения. Предел выносливости при этом может снижаться на 50% [55]. [c.31]

Разрушение деталей и конструкций при малом числе циклов нагружения связано, как правило, с наличием повторных пластических деформаций в зонах концентрации напряжений. Для оценки несущей способности таких деталей необходимо учитывать характеристики деформации и разрушения материала, а также влияние напряженного и деформированного состояния на малоцикловую долговечность. Так как в зонах концентрации напряжений относительно быстро устанавливается режим жесткого нагружения, особое значение приобретают исследования поведения при этом виде нагружения материала и изучение диаграмм его деформирования. [c.89]

Вместе с тем, для удобства анализа закономерностей роста трешин суммирование затрат энергии рассматривают применительно к наиболее простой ситуации — одноосное нагружение путем растяжения или изгиба до достижения предельного состояния. Оно соответствует переходу от устойчивого (без нарушения целостности) состояния металла, воплощенного в форме образца или элемента конструкции, к неустойчивому, а следовательно, неуправляемому процессу быстрого (мгновенного) развития разрушения. Использование простейшей ситуации в анализе поведения металла позволяет использовать механические (напряжение, деформация) и геометрические характеристики (длина трещины, ширина и толщина образца, элемента конструкции) для установления однозначной связи между затратами энергии и используемыми комбинациями вышеуказанных характеристик. Выполняемый анализ должен служить цели определения затрат энергии на процесс распространения трещин на основе именно механических характеристик в наиболее широком диапазоне их изменения с тем, чтобы затем использовать энергетические (универсальные) характеристики в описании более сложного, предполагаемого эксплуатационного разрушения элемента конструкции. [c.78]

Анализ сигналов АЭ выполнен по двум параметрам — изменению напряжения цикла и изменению числа циклов нагружения. Исследованы вероятностные характеристики появления событий и амплитуд сигналов АЭ. Рассматривались поверхности этих функций и строились их картограммы по 25 сечениям, соответствующим 25 уровням сигналов (рис. 3,29). Наиболее плотное число событий соответствует трем областям на полученных картограммах. Первая область соответствует моменту непосредственно начала раскрытия берегов трещины, вторая расположена около максимума напряжения цикла, и третья область примыкает к участку закрытия трещины. Появление первой и третьей областей объясняется процессом формирования скосов от пластической деформации у поверхности образца [143, 144]. Процесс деформации и разрушения соответствует преимущественно скольжению и поворотам при совместном раскрытии по тину П1 + I. [c.170]

Развитие трещины может произойти в случае регулярного нагружения в условиях постоянства деформации и постоянства нагрузки. При постоянстве деформации сохраняется постоянство плотности энергии деформации и разрушения, когда выполняется условие первого уравнения синергетики. При постоянстве нагрузки сохраняется постоянным ускорение роста трещины в соответствии со вторым уравнением синергетики. Показатель степени при коэффициенте интенсивности напряжения в этом случае соответствует четырем. Итак, для условий нагружения с постоянной нагрузкой каскад скачков трещины при ее развитии на масштабном уровне мезо И характеризуется соотношением [c.222]

Нестабильное разрушение при росте трещины начинается в момент достижения предельного напряженного состояния материала, при котором уже не может быть реализовано ее стабильное подрастание в цикле нагружения. Предельный переход к нестабильному разрушению в условиях постоянной деформации и постоянного нагружения достигается при одной и той же величине предельного шага усталостной бороздки, поскольку именно ее величина характеризует свойство материала реализовывать работу пластической деформации и разрушения вплоть до достижения критического состояния, связанного с достижением неустойчивости в точке бифуркации. Это позволяет записать в случае постоянной деформации [c.222]

Структура рассматриваемого управляющего параметра соответствует условию пропорциональности СРТ ее длине, и оно соответствует экспериментальным исследованиям [8, 9], в которых было показано, что скорость роста трещины зависит от действующего напряжения Управляющий параметр (5.4) зависит от различных факторов, характеризующих свойство материала затрачивать энергию на пластическую деформацию и разрушение в цикле приложения нагрузки. [c.236]

Итак, в общем случае определение КИН напряжений должно учитывать процессы деформации и разрушения материала у кончика трещины в связи с ее отклонением от горизонтальной плоскости при формировании поверхности изло- [c.258]

Представленная запись (7.1) является формальной, и ею подразумевается, что форма цикла не оказывает влияние на процессы деформации и разрушения материала у кончика трещины и на последовательность их протекания. Более того, при любой частоте нагружения и сохранении неизменной формы цикла ее влияние на скорость развития трещины остается неизменной. Однако, как было показано в главе 3, при понижении частоты нагружения и повышении уровня напряжения [c.339]

Испытания на КСТ проводят путем предварительного выращивания за короткий промежуток времени усталостной трещины при высоком уровне размаха напряжения. Высокий уровень напряжения интегрально воздействует на все объемы материала. Определение величины КСТ осуществляют на маятниковом копре путем долома образца с трещиной при высокой скорости деформации. Все этапы нагружения образца направлены на включение в процесс деформации и разрушения материала не отдельных его структурных элементов, а конгломерата зерен. Низкая величина КСТ служит браковочной характеристикой вязкости разрушения материала, но такая оценка способности материала сопротивляться [c.382]

В этой главе будет обсужден ряд вопросов, относящихся к структурному упрочнению и охрупчиванию двухфазных сплавов и особенно к распределению напряжений около частиц и роли этих напряжений в разрушении частиц и поверхностей раздела, к влиянию частиц на возникновение вязкого разрыва и хрупкого разрушения и, наконец, к хрупкой прочности двухфазных соединений с высоким содержанием хрупкой фазы. Обсуждение ограничено сплавами с крупными твердыми и хрупкими частицами, заключенными в мягкую и вязкую матрицу. В этой главе не рассматриваются дисперсионно твердеющие сплавы с очень мелкими дисперсными частицами и не включены также волокнистые или слоистые структуры. В обзоре рассматриваются деформация и разрушение двухфазных сплавов, описанные в работах [42, 64, 781, причем точки зрения каждой из этих работ имеют некоторые отличия по сравнению с настоящей работой. [c.59]

Проверку статической прочности производят в целях предупрел -дення пластических деформаций и разрушений с учетом кратковременных перегрузок (например, пусковых и т. п.). При stom определяют эквивалентное напряжение по формуле [c.265]

Деформация и разрушение при высоких температурах часто происходят по границам зерен. Это объясняется тем, что по граии-цам зереи, содержащих большое количество дефектов (вакансий, дислокаций и др.) при повышенных температурах легко происходят элементарные акты скольжения ири наличии напряжений. [c.287]

В-третьих, следует отметить технологические факторы. Поверхностный слой всегда в большей или меньщей степени поврежден предшествующе обработкой. Механическая обработка представляет собой по существу процесс пластической деформации и разрушения металла, она сопровождается срезом зерен, выкрашиванием и вырывом отдельных зерен, появлением микротрещин и возникновением в поверхностном и приповерхностном слоях высоких остаточных напряжений разрыва, близких к пределу текучести материала. Тепловыделение при механической обработке вызывает частичную рекристаллизацию поверхностного слоя, а иногда сопровождается фазовыми и структурными превращениями. [c.292]

Морозов Е. М. Расчет диаграмл усталостного разрушения с учетом эффективного коэффициента интенсивности напряжений.— В кц. Физика и механика деформации и разрушения. Вып. 10.— М. Энергоиздат, 1981, с. 62—68. [c.491]

Условия образования пластических деформаций и разрушений зависят от типа напряженного состояния. Для сопоставления сопротивления материалов деформациям при различных напряженных состояниях диаграммы деформирования строят в единых координатах. Такими координатами являются максимальные касательные напряжения tmax и максимальный истинный сдвиг Ymax (или интенсивность напряжений и деформаций). [c.8]

Деформация и разрушение отдельных элементов микроструктуры как микрообразцов, очевидно, возможны лишь с момента образования трещин расслоя, ориентированных приблизительно вдоль растягивающих напряжений по границам элементов структуры. Возникновение трещин расслоя обусловлено двумя причинами наличием в шейке [c.198]

Оценка вязкости разрушения по механизму слияния пор представляется важной и до сих пор неисследованной задачей. Как следует из критериев Броека (5.8) и Эшби — Эмбери (5.9), (5.10), простые критерии деформации или напряжения не подходят для предсказания разрушения. Для упрощения задачи Броек [403] предлагает использовать эффект повышения напряжений в зоне деформации и разрушения объемным напряженным состоянием. [c.200]

Рассмотрены различные варианты механизма деформации и разрушения твердых тел с плазменными покрытиями. Показано изменение воздействия покрытий и кинетики разрушения при переходе от одного диапазона температур и напряжений к другому, что подтверждается влектровной микроскопией и влектроино-франтографическим анализом. Лит. — 5 назв., ил. — 2, [c.263]

Итак, с момента возникновения усталостной трещины в металле при достижении порогового коэффициента интенсивности напряжения (КИН) Kth формирование свободной поверхности при подрастании трещины определяется процессом мезотуннелирования, для которого характерно чередование интенсивности затрат энергии между областями, формирующими туннели, и областями, являющимися перемычками между ними. При низком уровне интенсивности напряженного состояния расстояние между мезотуннелями велико, что приводит к эффекту движения трещины в каждом туннеле путем разрушения материала при нормальном раскрытии трещины в направлении перпендикулярном магистральному направлению роста трещины. Фронт трещины раздроблен, доминирующим механизмом разрушения является скольжение при небольшом участии ротационных мод деформации и разрушения, обеспечивающих завершение процесса отсоединения областей металла по поверхностям реализованного сдвига. [c.182]

У поверхности влияние параметров внещнего воздействия на поведение материала удобно рассматривать с позиций эффекта закрытия или раскрытия берегов трещины, установленного Элбе-ром [1]. Как уже было указано в предыдущих разделах, развитие трещины у поверхности происходит в условиях двухосного напряженного состояния материала при сочетании продольного сдвига и отрыва с формированием скосов от пластической деформации. Эта ситуация остается неизменной на протяжении всех этапов роста трещины вплоть до перехода к окончательному разр тпению. Поэтому определение условий раскрытия трещины по поверхности образца путем оценки только растягивающей компоненты не в полной мере отражает процессы деформации и разрушения материала в вершине трещины. Тем не менее, определяемая величина раскры- [c.285]

Рис. 9. Теоретическая кривая напряжение — деформация и соответствующие изолинии октаэдрического касательного напряжения для бороалюминиевого композита, t)f = 70%, квадратная укладка напряжения в фунт/дюйм, деформации в % (по Адамсу [2]). а — появление пластических деформаций, б — начало разрушения.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...