Характеристики хрупкого разрушения

Таблица 2.2. Характеристики хрупкого разрушения предварительно циклически деформированных образцов

Полученный комплекс результатов исследования механических закономерностей и характеристик хрупкого разрушения позволил ввести в нормы прочности [5, 6] один из разделов поверочного расчета прочности и радиационного ресурса. [c.40]

Характеристики хрупкого разрушении [c.152]

В табл. 4.9 приведены характеристики хрупкого разрушения слоистых углепластиков различных типов. На рис. 4.8 показаны соответствующие образцы с центральным надрезом или с двумя краевыми надрезами. Характеристики хрупкого разрушения вычисляли с помощью [c.152]

Необходимо также отметить, что в настоящее время стало ясным, что сопротивление отрыву как характеристика сопротивления хрупкому разрушению, выраженная в виде напряжения, не является постоянной характеристикой данного материала, все попытки определить эту константу не привели к положительным результатам. Сопротивление отрыву предусматривает одновременный отрыв по всему сечению образца. Хрупкое разрушение и в эксплуатации и даже в лабораторных испытаниях идет от точки к точке из какого-то начального очага. Поэтому характеристикой хрупкого разрушения не может быть одно напряжение, оно должно включать и напряжение, и длину трещины. Применяемый в настоящее время критерий хрупкого разрушения Ки = УТ-(раздел 19) является более постоянной величиной для данного материала, чем сопротивление отрыву. [c.208]

Рис. 14. Схема определения характеристик хрупкого разрушения по критерию останов-ки трещины в неравномерно нагретой пла-стине

Совместный анализ [15] характеристик прочности и сопротивления распространению трещины показывает, что путем термомеханической обработки дополнительное увеличение прочности (без опасности возникновения хрупкого разрушения) может, по-видимому, составлять 30— 50% от той прочности, которая реализуется стандартными режимами термической обработки. Однако для установления рациональных режимов упрочнения при термопластическом воздействии на сталь при одновременном улучшении характеристик хрупкого разрушения необходимы дальнейшие исследования. [c.33]

Можно предполагать, что размер зерен влияет на характеристики хрупкого разрушения двумя путями. Так как с увеличением размера зерна возрастает длина пути непрерывного скольжения, то возрастает и вероятность зарождения трещины на плоскостях спайности. Этот вопрос проанализирован в работах 1[25, 27]. Если трещина пересекает границу зерна, когда изменение ориентации при переходе через границу не слишком велико, то фронт трещины не испытывает существенных изменений, за исключением появления больших ступеней скола, зародившихся на границе. При большом изменении ориентации возможно возникновение [c.78]

Согласно схеме Иоффе, критическая температура хрупкости определяется точкой пересечения двух кривых критического напряжения хрупкого разрушения акр, практически не зависимого от температуры, и температурно-зависимой характеристики — предела текучести От- Из рис. 2.5, а видно, что при Т < 7"кр металл разрушится хрупко, а при Т > Гкр перед разрушением он будет пластически деформироваться. [c.57]

Применение и развитие схемы Иоффе для металлов принадлежит И. Н. Давиденкову [49]. Он вводит температурно-независимую характеристику сопротивления отрыву S . В то же время считается, что S суш,ественно зависит от пластической деформации. Давиденков отмечает, что у стали существуют два механизма разрушения (рис. 2.5,6). Хрупкое разрушение происходит при пересечении кривой сопротивления отрыву fd, которая возрастает с ростом пластической деформации. В случае, если кривая нагружения достигнет сначала кривой вязкого отрыва db, произойдет вязкое разрушение. [c.57]

Кроме феноменологических подходов к проблеме хрупкого разрушения в настоящее время интенсивно развиваются исследования по анализу предельного состояния кристаллических твердых тел на основе физических механизмов образования, роста и объединения микротрещин. Разработаны дислокационные модели зарождения и подрастания микротрещины [4, 24, 25,. 106, 199, 230, 247], накоплен значительный материал по изучению закономерностей образования и роста микротрещин в различных структурах [8, 22, 31, ИЗ, 183, 213, 359, 375, 381], подробно изучены макроскопические характеристики разрушения, в том числе зависимости истинного разрушающего напряжения от разных факторов, таких, как диаметр зерна, температура и т. д. [6, 101, 107—109, 121, 149—151, 170, 191, 199, 222, 387, 390, 410, 429]. Как отмечалось выше, при формулировке критериев разрушения наиболее целесообразным представляется подход, интерпретирующий механические макроскопические характеристики исходя из структурных процессов, контролирующих разрушение в тех или иных условиях. [c.59]

Использование в критерии хрупкого разрушения (2.11) характеристики материала S ставит задачу изучения зависимостей критического разрушающего напряжения от различных факторов температуры, предварительной деформации, истории [c.72]

В сериях предварительных экспериментов на гладких цилиндрических образцах в условиях растяжения в диапазоне температур от —268,8 до +20°С для стали в исходном состоянии получены следующие характеристики предел текучести ат = сто,2, предел прочности, равномерное удлинение, истинное разрушающее напряжение 5к, предельная деформация е/. Такие же характеристики при Г = —196, —100, —60 °С получены для предварительно деформированного состояния стали. По результатам экспериментов была построена зависимость критического напряжения хрупкого разрушения 5с (найденного с учетом мно- [c.100]

Диаграмма сжатия образца из хрупкого материала показана иа рис. 93, б. Основными характеристиками хрупкого материала при сжатии является предел прочности, обозначаемый и относительная остаточная деформация при разрушении Предел прочности при сжатии хрупких материалов оказывается значительно выше, чем при растяжении, т. е, хрупкие материалы сопротивляются сжатию значительно лучше, чем растяжению. [c.137]

Часто хрупкое разрушение конструкций происходит от катастрофического распространения трещин при средних напряжениях ниже предела текучести и кажущихся инженеру-конструктору безопасными. Подобные разрушения указывают на недостаточность классических методов расчета на прочность по упругому и пластическому состояниям. Они указывают на необходимость дополнения классических расчетов новыми методами на прочность, учитывающими законы зарождения и развития трещин, а также новые характеристики материала, оценивающие стадию разрушения. [c.117]

Диаграмма растяжения содержит гораздо больше информации о свойствах материала, чем определяется по ГОСТу 1497 и др. При оценке механических характеристик металла при диагностировании аппарата и в исследовательских работах эта информация должна извлекаться по возможности более полно. Это дает ряд тонких характеристик материала, реагирующих на такие изменения в структуре, которые, не меняя стандартных, параметров (а , Og, й, v /), сказываются, например, на склонности к хрупкому разрушению, усталостной прочности и т.п. [c.284]

Все вышеперечисленные методы дают качественную оценку технического состояния оборудования. При их проведении обнаруживаются объемные опасные дефекты, такие как трещины, подрезы, непровары, поры. Однако необходимо отметить, что появление таких дефектов является лишь заключительной стадией процессов, происходящих на микроуровне и сопровождающихся изменением характеристик прочности, пластичности и трещиностойкости. Одним из таких процессов является охрупчивание (деформационное упрочнение) материала, вызывающее повышение временного сопротивления Св, предела текучести Пг и снижение запаса пластичности, ударной вязкости и трещиностойкости. Это, в свою очередь, увеличивает вероятность хрупкого разрушения даже при температурах выше предела хладноломкости. [c.337]

Важной характеристикой напряженного состояния является коэффициент мягкости , равный отношению максимальных касательных напряжений к максимальным нормальным. Чем меньше этот коэффициент, тем жестче напряженное состояние. Касательные напряжения способствуют развитию пластической деформации, а нормальные— разрыву межатомных связей, хрупкому разрушению твердого тела. [c.117]

Мы будем рассматривать только хрупкое разрушение, не сопровождающееся значительным пластическим течением. Проще всего получить характеристики прочности при одноосном сжатии и одноосном растяжении. Необходимо осуществить переход от характеристик прочности при одноосном напряженном состоянии к характеристикам прочности при произвольных сложных напряженных состояниях. [c.65]

Характеристике ударной вязкости трудно приписать какое-то определенное физическое значение. Это есть некоторая условная характеристика, которая позволяет выявить склонность материала к хрупкому разрушению в условиях сложного напряженного состояния. [c.72]

Индекс означает, что это критическая величина затраченной энергии, соответствующая началу роста трещины. Следует отметить, что при разрушении металлов вклад поверхностной энергии в энергию разрушения минимален. Работа, затрачиваемая на пластическое деформирование металла перед концом трещины, в сотни и тысячи раз больше. Именно столь значительная работа, затрачиваемая на пластическое деформирование, и обеспечивает хорошее сопротивление металлов хрупкому разрушению. Характеристика 0 носит название вязкости разрушения. Чем больше вязкость разрушения, тем большую энергию надо затратить на образование единицы новой поверхности трещины. [c.75]

Необходимо еще раз остановиться на двух вопросах. Во-первых, надо разъяснить, что все расчеты будут выполняться по опасной точке, т. е. нарушением прочности конструкции будем считать возникновение хотя бы в одной точке заметных пластических деформаций или признаков хрупкого разрушения. Не вдаваясь в подробности, надо упомянуть, что такой подход к расчету не единственно возможный и в расчетной практике применяют другие методы и подходы. Конечно, учащимся строительных специальностей в свое время придется подробно рассказывать о расчетах по предельным состояниям. Во-вторых, надо дать понятие о предельном напряжении как о напряжении, при котором возникают признаки разрушения или появляются заметные пластические деформации уточнить, какие механические характеристики материалов при статическом нагружении являются предельными напряжениями. [c.77]

Нерастворяющие жидкие среды, содержащие поверхностно активные вещества, могут оказывать сильное влияние на механические характеристики металлов. В этом случае вследствие адсорбции активного вещества поверхностями трещин изменяется величина поверхностной энергии. Явление облегчения деформации и снижение деформирующего усилия под влиянием поверхностно активных йе-ществ известно как эффект Ребиндера. Если адсорбированное вещество уменьшает эффективную поверхностную энергию,, то склон ность к хрупкому разрушению возрастает, а значение разрушаюш,его напряжения и напряжения течения снижается в несколько раз. [c.435]

Эти характеристики, отражая сопротивление металла возникновению нестабильных трещин хрупкого разрушения, зависят от температуры и скорости деформирования и определяются экспериментально способами, изложенными в 3. [c.34]

Температурные зависимости характеристик сопротивления хрупкому разрушению и методы их определения [c.40]

Схема температурных зависимостей механических свойств при статическом растяжении представлена на рис. 3.1. На ней, так же как и на рис. 1.5, приведены зависимости истинного сопротивления разрыву 5к, предела прочности Sb, предела текучести St, сужения шейки if) и доли вязкой части излома в месте разрушения F . Эта диаграмма детализирует приведенные в 1 температурные зависимости в связи с характеристиками вязкости разрушения Ki - В области хрупких разрушений они описываются закономерностями линейной механики разрушения, основные понятия которой изложены выше. Предельные значения коэфф --10 [c.40]

Температурная зависимость к используется в методе Робертсона для определения значений Vk и других характеристик сопротивления хрупкому разрушению по критерию остановки распространяющейся трещины. По этому методу в статически растянутой напряжением Ок пластине трещина инициируется односторонним надрезом, который расклинивается ударом (рис. 3.9,а). Другим способом инициирования трещины в предварительно [c.51]

Рис. 3.11. Форма образцов для определения характеристик сопротивления хрупкому разрушению

Табпица 4.9. Характеристики хрупкого разрушения слоистых углепластиков [c.152]

Таким образом, можно считать, что при различных условиях деформирования материала микротрещины, способные инициировать хрупкое разрушение, будут зарождаться с постоянной длиной Р, которую можно вычислить по формуле (2.2). Следовательно, So(7 o) = onst, т. е. So — температурно-независимая характеристика, отвечающая критическому напряжению страгивания микротрещины. [c.63]

Рассмотрим возможность прогнозирования зависимости S (x) по уравнению (2.22), исходя из следующей процедуры. Коэффициенты с с и Лд в (2.22) будем определять на основании.экспериментальных данных по статическому разрыву одноосных образцов в исходном состоянии (первая серия испытаний), а сравнение аналитической зависимости S (x) проведем с экспериментальными данными, полученными в третьей серии испытаний (циклический наклеп с последующим растяжением в области низких температур). На рис. 2.12 выполнено такое сравнение зависимости 5с(и), рассчитанной по уравнению (2.22) ( i = 2,27. 10- МПа-2 С2 = 4,03- 10 MHa Лд=1,87) с экспериментальными значениями 5с для стали 15Х2НМФА. Условия предварительного циклического деформирования и характеристики последующего хрупкого разрушения образцов приведены в табл. 2.1 и 2.2. [c.81]

При идеальном хрупком разрушении и К, и естественно, пе зависят от характеристик сопротивления материала пластической деформации. При квазихрунком разрушении указанные коэффициенты уже зависят от этих характеристик. Как отмеча- [c.123]

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Дпя некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости 5 — критическое раскрытие трещины и — критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 5 основан на раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного Jj,-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упругопластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу [R ]. сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др. [c.81]

Это явление состоит в том, что деталь, рассчитанная по предельным статическим механическим характеристикам материала или а , проработав при переменных напряжениях некоторый промежуток времени, величина которого зависит от ряда причин, рассмотренных ниже, внезапно разрушается. Сечение, по которому произошло разрушение детали из квазихрупкого или пластичного металла, имеет вид, схематически показанный на рис. XI. 1, состоящий из двух зон как бы отполированной или притертой А и крупозернистой В, соответствующей по виду хрупкому разрушению. Такой характер разрушения, в начале изучения явления, породил неверное представление о том, что материал детали под действием переменных напряжений перерождается, теряя пластические свойства и приобретая хрупкие (устает), откуда и возникло название явления. [c.331]

Наличие трещин в конструкциях и случаи их хрупкого разрушения, происходяпще при средних напряжениях ниже предела текучести (кажущихся ипженеру-копструктору безопасными), показали недостаточность классических методов расчета на прочность по упругому и пластическому состояниям. Возникла необходимость дополнить их новыми методами расчета на прочность, учитывающими законы зарождения и развития трещин, и новыми характеристиками материала, оценивающими стадию разрушения. [c.19]

В 3 было показано, что локальный критерий Ирвина связан с характеристикой сингулярности ноля напряжений или деформаций в окрестности вершины трещины. В упругом случае, как отмечалось, такой характеристикой служит коэффициент интенсивности напряжений. Эта характеристика (или критерий) должна быть одинаковой в предельном состоянии при переходе от одной детали (со своей схемой нагружения) к другой детали из того же материала (с другой схемой нагружения). Этому свойству вполне удовлетворяет коэффициент интенсивности напряжений при идеально хрупком разрушении. В случае же развитых пластических деформаций в части петто-сечения инвариантными характеристиками могут служить коэффициенты при сингулярных членах в выражениях напряжений или деформаций. В частности, оказывается, что если диаграмма деформации материала может быть представлена в виде степенной зависимости [c.64]

С увеличением концентрации напряжений более отчетливо проявляется влияние напрягаемых объемов и температуры на переход от вязкого состояния к хрупкому. Поэтому для определения условий перехода от вязкого к квазихрупкому или хрупкому разрушению широко используют температурные зависимости характеристик прочности и пластичности. В качестве примера на рис. 1.10 приведены результаты испытаний для малоуглеродистой стали 22К при растяжении образцов с площадью сечения f=lOOO мм . При испытаниях образцов с острыми надрезами регистрировались разрушающее напряжение Ск, сужение площади поперечного сечения ij) и максимальная деформация бтах в зоне концентрации напряжений после разрушения, измеренной методом сеток с шагом 0,1 мм. Кроме указанных характеристик на диаграмме рис. 1.10 нанесены величина Fb — доля вязкой ягтp и.члома (как хаоареристика степени [c.17]

Условия распространения трещины эллиптической формы длиной 21 при равномерном растяжении пластинки напряжением а формулируются по А. Гриффитсу. Нестабильное состояние трещины (хрупкое разрушение) возникает при условии равенства изменения энергии напряженного состояния (приходящейся на единицу длины растущей трещины) naH JE изменению энергии на образование свободной поверхности трещины 4/у. При этом величина у является энергией, приходящейся на единицу длины трещины при единичной толщине пластины (т. е. на единицу поверхности), и представляет собой характеристику материала. [c.23]

Y2Еук- Таким образом, величины Кс и Vk являются характеристиками материала, отражающими сопротивление возникновению хрупкого разрушения при наличии исходной трещины. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...