Силовые, деформационные и энергетические критерии разрушения

СИЛОВЫЕ, ДЕФОРМАЦИОННЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ [c.135]

В методических указаниях РД 50-260-81 и ГОСТ 25.506-85 [3, 9], посвященных характеристикам трещиностойкости при статическом нагружении, рекомендуется определение силовых, деформационных и энергетических критериев разрушения. К силовым критериям разрушения относятся критические значения коэффициентов интенсивности напряжений К ,, К,(., К . , пределы трещиностойкости и критические напряжения а к деформационным — критическое раскрытие трещин 5 . и коэффициенты интенсивности деформаций К . к энергетическим — удельная энергия (работа) разрушения а ., удельная энергия продвижения трещины на единицу площади О и критическое значение З-интеграла 2с- В качестве основных рекомендуются К1(. и К(.. [c.16]

Таким образом, для описания условий разрушения на стадии образования развития трещин при циклическом нагружении используются силовые, деформационные и энергетические критерии. Последние позволяют описать предельные состояния в более общем виде, чем деформационные и силовые. [c.25]

В тех случаях, когда возникшие в процессе деформирования разрушения соответствуют точкам на участке кривой ОА, они рассматриваются как хрупкие. При этом макропластические деформации отсутствуют возникающие локализованные пластические деформации сосредоточиваются в узких зонах, примыкающих к поверхности разрушения. Для таких разрушений силовые, деформационные и энергетические критерия эквивалентны и. их можно свести к силовым. Если разрушения соответствуют точкам диаграмм на участке АС, то их можно [c.13]

Установление механических критериев усталостного разрушения, в связи с чем в процессе испытаний определяют силовые, деформационные и энергетические характеристики. [c.8]

Предельные состояния, виды и критерии разрушения. Традиционные инженерные расчеты на прочность деталей машин и элементов конструкций при однократном нагружении основаны, с одной стороны, на номинальных напряжениях, определяемых по формулам сопротивления материалов, теории упругости и пластичности, теории пластин и оболочек и, с другой стороны, на характеристиках прочности материалов при однократном нагружении,, определяемых при стандартизированных или унифицированных испытаниях лабораторных образцов из применяемых конструкционных материалов [16]. В зависимости от большого числа конструктивных (вид нагружения, размеры и форма сечений, наличие концентрации напряжений), технологических (.механические свойства применяемых материалов, вид и режимы сварки, термообработки, упрочнения) и эксплуатационных (скорость нагружения, уровень нагрузок, температура, среда) факторов при однократном нагружении возможно возникновение трех основных видов разрушения — хрупкого, квазихрупкого и вязкого 16]. Каждый из этих видов разрушения существенно отличается по уровню номинальных и местных разрушающих напряжений и деформаций, скоростям развития трещин и времени живучести деталей с трещинами, внешнему виду поверхностей разрушения. Применительно к этим видам разрушения выбирают те или иные критерии разрушения из трех основных групп — силовых, деформационных и энергетических. [c.9]

Энергетические критерии разрушения на стадии инициирования трещин Энергетические представления о развитии деформации и разрушения при циклическом нагружении дают более общие описания этих процессов по сравнению с другими подходами (например, деформационными и силовыми). [c.13]

Таким образом, температурный критерий позволяет определить тип сопротивления статическому разрушению, на который следует рассчитывать элемент конструкции. Силовые, энергетические и деформационные критерии разрушения позволяют определить соответствующие критические величины напряжений и, сопоставив их с действующими, оценить запас прочности (см. 4). [c.47]

На базе силовых Ки, Кс, 1с), энергетических (G , J ) и деформационных (6 .) критериев разрушения разработаны способы расчета прочности элементов конструкций, сводящиеся к оценке запасов прочности, определению критических напряжений, критических или допускаемых размеров дефектов. Уравнения и критерии линейной механики разрушения, а также способы их экспериментального определения (получившие отражение в ряде разработанных отраслевых методик) [c.21]

Возникающие в местах концентрации напряжений трещины, как правило, распространяются под действием циклических эксплуатационных нагрузок в пластически деформированных зонах. В зависимости от конструктивных форм и абсолютных размеров сечений, температуры, скорости и характера нагружения, механических свойств, уровня начальной дефектности и остаточной напряженности в конструкциях могут возникать хрупкие состояния, характеризуемые весьма низкими (до 0,1 сгт) разрушающими напряжениями. Условия образования и развития хрупких трещин при этом оказываются связанными со стадией развития трещин циклического нагружения. В вершине трещин длительного статического, циклического и хрупкого разрушения в зависимости от номинальной напряженности и размеров трещин возникают местные упругопластические деформации соответствующего уровня. Таким образом, оценка несущей способности и обоснование надежности элементов машин и конструкций должны осуществляться на основе анализа кинетики местных упругих и упругопластических деформаций, статистики эксплуатационной нагруженности, энергетических и силовых деформационных критериев разрушения. [c.78]

С учетом отмеченных факторов для оценки трещиностойкости в общем случае могут быть использованы силовые (К ., о ,д), деформационные (б ., Ке(.) и энергетические (а , J ) критерии разрушения [22]. [c.121]

Кроме силовых критериев хрупкого разрушения типа (1.70), для описания условий разрушения тел с трещинами используются также энергетические и деформационные [22, 23] критерии. Первые из них предполагают либо определение энергии продвижения трещины на единицу длины G, вычисляемой при хрупком статистическом разрушении пластины бесконечных размеров и единичной толщины как (1.71), либо критическое напряжение через энергию, необходимую для образования свободных поверхностей в виде (1.72), (где Е — модуль нормальной упругости), либо работа А, совершаемая до начала спонтанного разрушения на единицу площади трещины F в виде (1.73). [c.22]

Для описания условий разрушения на стадии развития трещин при циклическом нагружении получили широкое распространение критерии линейной и нелинейной механики разрушения. В упругой области или при наличии малых пластических зон в вершине трещины наиболее широко используются силовые (коэффициент интенсивности напряжений п, щ) и энергетические (энергия образования единицы свободной поверхности у или энергия продвижения трещины на единицу длины б), а в случае развитых пластических деформаций (размер пластической зоны в вершине трещины соизмерим с ее длиной) применяются деформационные (критическое раскрытие трещины, предельная деформация в вершине трещины, коэффициент интенсивности деформаций, размер пластической зоны) и энергетические (/-интеграл) критерии. [c.26]

При исследовании кинетики трещин статического и малоциклового высокотемпературного разрушения используются, как показано в разд. 1.3, основные критерии и методы линейной и нелинейной механики однократного разрушения. К числу этих критериев относятся силовые (коэффициенты интенсивности напряжений К с), деформационные (критическое раскрытие трещин бс> размер пластической зоны г ) и энергетические (энергия продвижения трещины у , Ge и /с — интеграл). [c.218]

Для большей наглядности в настояш ей главе будем ориентироваться на двумерные задачи и рассматривать только хрупкое разрушение, т. е. считать среду идеально упругой вплоть до разрыва, основываясь на условии нормального отрыва. Такие ограничения способствуют более успешной математизации и упорядочению курса теории трещин. В то же время в критериях разрушения будем допускать большую свободу выбора, в частности, кроме основополагающего энергетического критерия Гриффитса, введем в рассмотрение силовые критерии Дж. Ирвина, Г. И. Баренблатта и В. В. Новожилова [33, 1, 17], а также деформационные критерии Леонова — Панасюка — Дагдейла [18, 30] и другие. [c.136]

Таким образом, температурный критерий позволяет установить, какой тип сопротивления статическому разрушению должен быть принят при расчете, а силовые, энергетические и деформационные критерии разрушения позволяют определить соответствующие критические величины напряжений, с которыми следует сопоставить действующие напряжения, чтобы оценить запас прочности. [c.239]

Приведем сводку основных критериев разрушения в хронологическом порядке [1] (табл. 2.1). Сводка не претендует на полноту и строгость хронологии, поскольку многие критерии обрастают эмпирическими коэффициентами и специфическими подробностями, извлекаемыми из конкретной области техники. Видно, что критерии разрушения можно подразделить на энергетические, силовые и деформационные. Их можно также подразделить по числу критериальных параметров, входящих в критериальные уравнения. Наконец, некоторые критерии разрушения отражают характер изменения критериальной величины с ростом нагрузки, давая тем самым возможность проследить за эволюцией процесса деформирования, приводящего к разрушению. [c.54]

Наряду с силовыми и деформационными критериями локального разрушения широко применяются энергетические критерии. Можно считать, что они появились как результат ухода от ограничений применимости соотношений линейной механики разрушения, которые справедливы лишь в том случае, когда зона пластической деформации у края трещины не влияет на интенсивность выделения энергии при росте трещины. [c.25]

В зависимости от принятых параметров повреждения имеем критерии силового, деформационного, энергетического и временного типа. В настоящем параграфе рассматриваются уравнения разрушения при многофакторном нагружении, основанные на использовании критериев разного типа. [c.206]

Исследование циклического разрушения в упруго-пластической области, имеющего актуальное значение для энергетического, транспортного, строительного оборудования и ряда других отраслей, основывались прежде всего па изучении кинетики напряженного состояния по мере накопления числа циклов на основе свойств диаграмм циклического деформирования. Были установлены в силовом и деформационном выражении условия возникновения либо усталостного, либо квазистатического разрушения, предложены соответствующие схемы расчета для эластичного и жесткого нагружения. Показаны особенности влияния циклических пластических свойств на эффект концентрации напряжений для этого случая сопротивления усталостному разрушению. Применительно к циклическому деформированию от повторного нагрева и охлаждения малоцикловое термоусталостное разрушение бы.ло описано соответствующими кривыми усталости в деформационном выражении, полученными для данного температурного перепада, показана применимость критерия октаэдрических напряжений для плоского напряженного состояния в этом случае. [c.42]

При возникновении и развитии пластических деформащ й в зоне трещин указанные в уравнении (13) простейшие зависимости между силовыми, деформационными и энергетическими критериями, используемыми в линейной механике разрушения, становятся неприменимыми вследствие перераспределения напряжений и деформаций в зависимости от относительного уровня номинальных напряжений о/о и показателя упрочнения материала m о в упругопластической области. В этом случае в первом приближении могут бьгть использованы уравнения и методы линейной механики. мзрушения, если размеры зон пластических деформаций на стадии разрушений, вычисляемые по уравнениям линейной механики разрушения — существенно меньше начальных размеров трещины I—г < (0,ОИ Ю,02) /, которые сопоставимы с толщиной образца t. Такие условия разрушения реализуются при понижении температуры (когда уменьшение г обусловлено ростом о ) или увеличением толщины образца [c.38]

Характеристики разрушения при наличии трещин. Для количественного описания закономерностей распространения макротревдш статического нагружения используются силовые, деформационные и энергетические критерии. [c.58]

Различают силовые, деформационные, энергетические критерии разрушения. К силовым критериям относят критические значения коэффициентов интенсивности напряжений Кс, Ки, к де-с]. фмационным — критическое раскрытие трещин и коэффициент интенсивности деформации Ксг, к энергетическим — удельная энергия продвижения трещины на единицу поверхности 1 пскрытия Ос, Охс- В качестве основных рекомендуются К и Кг - При определении К или бд целесообразно использовать образцы с толщиной, равной толщине элемента конструкции. Коррективность определения К зависит от размеров образцов. [c.104]

Наиболее важные результаты былн получены в области исследования со- противления однократному статическому н динамическому разрушению с учетом начальных макродефектов на базе линейной и нелинейной механики разрушения. Это в первую очередь относится к разработке теории и критериев хрупкого и квазихруикого разрушений упругих и упругопластических тел с трещинами. К числу силовых, энергетических и деформационных критериев относятся критические значения коэффициентов интенсивности напряжений Ки и Кс, пределов трещиностойкости энергии разрушения Gi , G , Уь J , раскрытия трещин или бе, а также критические деформации в вершине трещин е . Для определения указанных характеристик известны многочисленные методики испытаний — на статическое растяжение плоских и цилиндрических образцов с трещинами, на статический изгиб и внецентренное растяжение плоских образцов, на внутреннее давление сосудов, на растяжение центробежными силами при разгонных испытаниях дисков. [c.21]

Эти уравнения входят как существенный составной элемент в условия накопления повреждений, формулируемых на базе силовых, энергетических и деформационных критериев разрушения. При этом, как указывалось ранее, преимущественное значение при расчетах прочности и долговечности имеют деформационные критерии разрушения, позволяющие наиболее полно учесть кинетику деформаций в зонах максимальной нагруженно-сти и изменение во времени характеристик пластичности. Деформационные критерии разрушения применимы для двух основных стадий повреждения — образования макротрещин и их развития до достижения неустойчивого критического состояния. [c.12]

Следует отметить, что широко распространенные энергетические и силовые критерии имеют достаточно наглядную интерпретацию в случае хрупкого разрушения, но хуже интерпретируются в случае вязкого разрушения. В связи с этим наряду с силовыми критериями развиваются деформационные критерии разрушения, которые на основе современной пзмернтельной аппаратуры могут, вообще говоря, достаточно точно экспериментально проверяться. [c.6]

Наибольшее значение имеет правильная оценка предельных состояний по кригериям вязкого, хрупкого, малоциклового и многоциклового усталостных разрушений на стадиях образования и развития трещин. Рассматриваемые в гл. I силовые, энергетические и деформационные критерии вязкого, квазнхрупкого и хрупкого разрушений являются основными для расчетов на прочность и ресурса вы-соконагружеиных несущих элементов машин й конструкций.. Используя эти критерии, можно определить [c.6]

В упругой и упругопластической стадии деформирования в сочетании с энергетическими, силовыми и деформационными критериями позволяет построить диаграммы статического и циклического разрушения. Эти диаграммы являются основой для определения критических нагрузок и долговечности для заданной стадии развития трещины. Для конструкционных сталей при значениях /Стах, меньших 70—100 кгс1мм / , наблюдаются увеличение п и резкое уменьшение скорости развития трещины. Это объясняется влиянием структурной неоднородности мдтериал , [c.39]

Расчеты на прочность при однократном нагружении основьшаются на использовании силовых, энергетических и деформационных критериев вязкого, квазихрупкого и хрупкого разрушений [4 -6J. При этом учитьшается сущесгвенное перераспределение напряжений и деформаций при упругопластическом состоянии, исходные механические свойства материала, особенности напряженно-деформированного состояния в зонах трещин в линейной и нелинейной постановке, характер диаграмм разрушения, связывающих размеры трещин с нагрузками. [c.126]

При упругопластическом деформировании тел с трещинами, когда номинальные напряжения при разрушении находятся в диапазоне От > Опр > 0,7а силовые критерии неприменимы и для решения практических задач могут использоваться энергетические и деформацион- [c.24]

Рассмотренные критерии перехода к нестабильному росту трещины К с, Кцс и Кшс называются силовыми, Gi , Gii и Ощс — энергетическими, а бк — деформационными критериями. При упругом разрушении между этими критериями существует связь, определяемая приведенными выше уравнениями. Поскольку, как по-тсазали исследования последних лет, ни критерии линейной механики разрушения, ни критерии критического раскрытия трещины не описывают предельного состояния тел с трещинами из вяз-д их сплавов, в настоящее время ведутся интенсивные поиски новых критериев, основанных на представлениях нелинейной механики разрушения [182, 219, 253 и др.]. [c.70]

Фундаментальное значение энергетических кри Гериев для инженерной практики еще не до конца понято. Переход от состояния, при котором, несмотря на происходящие процессы разрушения, элемент конс фукции еще вьшолняет свое служебное назначение, к самопроизвольному разделению конструкции на части происходит именно тогда, когда достигается равенство приращений затраченной и подведенной энергий. В этом плане уместно отметить, что одному и тому же состоянию металла вблизи вершины острого надреза, оцениваемого но силовым и деформационным критериям как наступление разрушения, могут соответствовать различные энергетические состояния элементов конструкций и образцов, которые в одних случаях достаточны для перехода к нестабильному разрушению, а в других нет. [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...