Экспериментальное определение критического коэффициента интенсивности напряжений

На рис. 14, а, б приведены примеры экспериментального определения критических коэффициентов интенсивности напряжений при действии комбинированного нагружения. Заметим, что линейное расположение экспериментальных данных в пространстве координат log Ос, log Ос с наклоном —1/2 фактически есть экспериментальное доказательство того, что коэффициенты интенсивности напряжений, определяемые уравнением (28), действительно постоянны. Далее, приведенные данные показывают, что при заданном условии нагружения упругое решение (уравнение (37)) применимо к нашему композиту и что характерный объем разрушения Гс суш ествует. Однако постоянство Гс при одном виде комбинированного нагружения можно интерпретировать только как необходимое условие проверки гипотезы, что разрушение имеет место внутри постоянного объема впереди кончика трещины. Для подтверждения достаточности проверки значение Гс должно быть постоянным при любых условиях комбинированного нагружения. [c.237]

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]

Критические значения коэффициентов интенсивности напряжений определяют экспериментально. Методика их определения регламентируется соответствующими стандартами. [c.734]

Основополагающими для разработки методов экспериментального определения указанных характеристик упругопластического разрушения послужили испытания по определению критических значений коэффициентов интенсивности напряжений в условиях плоской деформации К] [3, 20]. Условия плоской деформации считаются выполненными, если размер пластической зоны у вершины трещины не превышает 1/50 любого характерного размера образца (элемента конструкции), а именно толщины образца Г, размера нетто-се-чения (В - /) или длины трещины /, что достигается выполнением соотношения [c.20]

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]

Толщина образца, как уже отмечалось, определяет степень трех-осности напряженного состояния и, соответственно, стеснение пластической деформации в вершине трещины. Поэтому влияние толщины образца проявляется на участке, где значения коэффициента интенсивности напряжений близки к критическим. Экспериментально установлено, что это влияние на скорость роста усталостной трещины гораздо менее существенно, чем на Кс, хотя качественно имеет тот же. характер. Естественно предположить, что если эксперимент удовлетворяет требованиям, предъявленным к испытаниям по определению вязкости разрушения при плоской деформации, то его результаты не будут зависеть ни от толщины, ни от других размеров образца. [c.31]

Предложены способы экспериментального определения величин J , Уи и Ьс, однако расчет этими способами элементов конструкций пока затруднителен из-за сложности решения соответствующих краевых упругопластических задач с учетом упрочнения. Зависимость критических деформаций 6k, e/ii и показателя упрочнения материала т от основных факторов — температур (, скоростей деформирования е, исходных свойств металла т, ekt позволяет связать критические напряжения Qh для элемента конструкции с размером дефекта I с помощью критического значения коэффициента интенсивности деформаций Ки - [c.21]

В настоящее время для качественной оценки способности материала тормозить развитие магистральной трещины существует достаточно большой набор экспериментальных методов и соответствующих характеристик материала (точнее, образца из него). Здесь будут рассмотрены несколько таких характеристик, представляющих не только качественный (для сравнения и выбора материалов и технологий), но и расчетный интерес. Последнее означает, что по такой характеристике возможно, на основании соответствующих критериев разрушения, вести расчеты на прочность с определением требуемых коэффициентов запаса. Эти характеристики (называемые характеристиками трещиностой-кости) Z , /fi — критические коэффициенты интенсивности напряжений при плоском напряженном состоянии и объемном растяжении (в случае плоской деформации) бс — критическое раскрытие трещины в вершине (разрушающее смещение) Ло — уиругопластическая вязкость разрушения 1с — предел трещино-стойкости. [c.129]

Влияние температуры. В работе [81] показано, что критический коэффициент интенсивности напряжений для зарождения трещины Kikp в нейтральном растворе 3,5% Na l для сплава Ti—8 Al—1 Mo—IV не изменяется с температурой (рис. 27). В интервале температур от —1°С до -f93° значения величин Кхкр и Ki находятся в пределах экспериментального разброса, соответственно 15,4—20,2 и 68,3—74,1 МПа-м . В противоположность этому скорость растрескивания имеет явно выраженную температурную зависимость. В этих исследованиях использована предельная скорость роста трещины (соответствующая областям II и Па) в Графической зависимости Аррениуса для определения энергии активации, равной Q = 13,4 Дж/моль. Однако в более поздней работе этих авторов [ПО] сообщалось о величине, равной Q = 23,5 кДж/моль. Эти результаты подобны ранее полученным для сплава Ti—8Al—1 Mo—IV (DA), испытанного в растворе 0,6 М КС1 в потенциостатических условиях с использованием усредненной скорости V в графической зависимости Аррениуса. Полученная величина энергии активации составила Q=I4,7 кДж/моль [c.330]

В случаях, когда есть основания считать возможное разрушение хрупким, то обычно, предполагая справедливость положений линейной механики разрушения, расчет ведут по критерию разрушения (3.3.2). Вычисление стоящего слева коэффициента интенсивности напряжений К при современном развитии вършслительных методов и техники и наличии справочников, как правило, не вызывает затруднений. Гораздо труднее экспериментальное определение правой части критерия (3.3.2), а именно критического коэффициента интенсивности напряжений К , называемого иногда вязкостью разрушения. Сопротивление материала росту трещины во многом определяется затратами энергии на пластическое деформирование объемов материала в ближайшей окрестности вершины трещины. А величина и распределение пластических деформаций, форма и размеры пластически проде-формированных областей как вдоль фронта трещины, так и в удалении от него существенно зависят от многих условий нагружения и размеров рассматриваемого объекта и образца, служащего для определения характеристики трещино-стойкости. Поэтому постановке эксперимента по определению значений (или, что в некотором смысле более просто, Къ) следует уделять много внимания, проводя эксперимент с ориентацией на данную конструкцию. [c.169]

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]

Для сталей высокой прочности, алюминиевых и титановых сплавов в широком интервале температуры критические значения коэффициентов интенсивности напряжений мало зависят от температуры. Поэтому оценку сопротивления хрупкому разрушению элементов конструкций из таких материалов следует проводить по минимальным значениям / i . Как показано в 3, при определении по уравнениям (3.13) критических значений температуры элементов конструкций имеет существенное значение учет роли размеров напряженных сечений, остаточной напряженности, деформационного старения и охрупчивания в условиях эксплуатации. Эти факторы принимаются во внимание путем введения соответствующих экспериментально устанавливаемых температурных сдвигов А нр, и АГкрг (см. рис. 3.8). [c.64]

Таким образом когда для определенного геометрического расположения трещины известно К, то при помощи уравнений (50) для пластины конечных размеров можно определить напряженное состояние у вершины трещины. Если на образцах при различных условиях раскрытия трещины экспериментально определить критическое значение коэффициента интенсивности напряжений /С в момент начала лавинообразного роста трещины и эти значения будут незна- чит ьно различаться, то значение можно принять за парамето, [c.64]

Критические значения коэффициентов интенсивности напряжений являются, подобно плотности поверхностной энергии тела с трещиной, постоянными материала, характеризующими его трещипостойкость при заданных температуре, внешней среде п т.п. Чем выше критическое значение коэффициента ип-тенсивпости напряжений, тем лучше сопротивляется материал развитию в нем трещин и тем выше порог хрупкого разрушения. Текущие значения коэффициентов интенсивности напряжений являются функциями приложенной нагрузки, геометрии образца, длины трещины, тогда как критическое значение Кас есть постоянная материала, подлежащая экспериментальному определению. Наиболее опасными, как правило, являются трещины нормального отрыва, поэтому особую роль играет критическое значение Kj , которое часто называют вязкостью разрушения. [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...