Методы экспериментального определения характеристик трещиностойкости

Методы экспериментального определения характеристик трещиностойкости [c.15]

Методы экспериментального определения характеристик трещиностойкости в настоящее время достаточно разработаны и регламентированы соответствующими нормативными техническими документами (НТД) для различных видов нагружения [3-9]. Идеология построения и научные основы этих документов рассмотрены в [10]. Первым основополагающим документом явились методические указания РД 50-260-81, регламентирующие определение характеристик трещиностойкости при статическом нагружении [9], доработка и совершенствование которых завершились разработкой ГОСТ 25.506-85 [3]. Развитие теоретических основ линейной механики разрушения (1955-1965 гг.) выдвинуло фундаментальную характеристику напряженно-деформированного состояния и прочности хрупких тел с трещинами — коэффициент интенсивности напряжений. В дальнейшем наибольшее внимание уделялось энергетическим и деформационным характеристикам нелинейной механики разрушения (1970-1980 гг.). При разработке документов, регламентирующих экспериментальные методы и технологии определения характеристик трещиностойкости, во внимание принимались следующие обстоятельства [c.15]

Интенсивные исследования методических вопросов экспериментального определения характеристик трещиностойкости позволили осуществить подготовку соответствующих нормативных документов, регламентирующих методы и обработку результатов испытаний [8-12, 14-18]. Однако проблема корректного определения [c.34]

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

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]

Основной государственный стандарт ГОСТ 25.506-85 "Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов -Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушении) при Статическом нагружении" разработан и введен в действие. 01.01.1986 г. [98]. Как упоминалось ранее, в Определении характеристик трещиностойкости металлов есть ряд методических условностей, без выполнения которых результаты испытаний не будут обладать сопоставимостью. Поэтому остановимся подробнее на принятых методах испытания на трещиностойкость, ибо ГОСТ 25.506-85 является первым в экспериментальной механике разрушения и его внедрение на предприятиях черной металлургии при организации контрольных испытаний металла ответственного назначения безусловно будет способствовать повышению качества металлопродукции. Кроме того, при рассмотрении и анализе основных положений стандарта основное внимание будет уделено вопросам, обеспечивающим возможность получения сопоставимых результатов. [c.82]

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]

Разработанные методы расчета по характеристикам трещино-стойкости, при экспериментальном определении которых выполняются условия (1.7) и (1.8), позволяют давать корректную оценку остаточной прочности при наличии трещин вне зон концентрации напряжений и при сопоставимости их размеров с размерами рассчитываемых элементов конструкций. Однако требование выполнения условий (1.7) и (1.8) ограничивает возможности применения указанных характеристик трещиностойкости, что приводит в ряде случаев к противоречивым ситуациям [c.21]

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]

В настоящей работе сделана попытка на базе цилиндрического образца с внешней кольцевой трещиной разработать универсальную методику для экспериментального определения указанной выше совокупности характеристик трещиностойкости конструкционных материалов. Преимущество этой методики перед другими заключается не только в ее универсальности, но и в эффективности по каждому методу испытанна. [c.12]

Стандартизация методов определения характеристик К с и бк трещиностойкости [9, 82, 118, 145] конструкционных материалов требует подбора простых в экспериментальном осуществлении силовых схем разрушения образцов с трещинами, для которых имеются соответствующие теоретические решения. Одна из таких силовых схем — растяжение цилиндрического образца с внешней кольцевой трещиной. В отличие от схемы, когда применяют плоские образцы с трещинами, эта силовая схема реализует локальное состояние плоской деформации вдоль всего кон-тура треЩины, что соответствует расчетным моделям. Кроме того, описанная в гл. VI методика простого изготовления цилиндриче- ских образцов с внешними кольцевыми трещинами также свидетельствует в пользу выбора этих образцов в качестве базовых для определения характеристик К с и бк. [c.25]

Исходными данными дня контрольного расчета служат сведения о несплошностях, обнаруженных методами неразрушающего контроля, результаты экспериментального определения механических свойств и характеристик трещиностойкости металла в зонах расположения дефектов, а также условия эксплуатации и заданный ресурс рассматриваемой оболочковой конструкции. [c.530]

Разработка, создание и использование новых средств экспериментального исследования материалов и конструкций. Решение проблемы обеспечения надежности и ресурса изделий машиностроения, как уже отмечалось, в известной мере определяется уровнем разработки методов и средств экспериментальной оценки действительной нагруженности конструкций, напряженно-деформированных и вибрационных состояний, параметров структуры материалов, характеристик прочности и трещиностойкости, динамических характеристик прочности, трещиностойкости и тела человека—оператора машины при вибрационных и других воздействиях. Это обусловлено необходимостью повышения объема экспериментальной информации с возрастанием вероятности безотказной работы, которую необходимо обеспечить при создании ответственных конструкций. Полученная информация является весьма ценной для оценки завершенности экспериментальной отработки машин и конструкций при проведении лабораторных и натурных испытаний, а также для определения влияния условий эксплуатации на изделия и установления остаточного ресурса конструкций. [c.28]

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]

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]

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]

К < Кс- 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 (2.2), а именно критического коэффициента интенсивности напряжений называемого иногда вязкостью разрушения. Сопротивление материала росту трещины во многом определяется затратами энергии на пластическое деформирование объемов 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 условий нагружения и размеров рассматриваемого объекта и образца, служащего для определения характеристики трещиностойкости. Поэтому постановке эксперимента по определению значений Кс (или, что в некотором смысле более просто, Ki ) следует уделять много внимания, проводя эксперимент с ориентацией на данную конструкцию. В частности, стенка трубопроводов [c.94]

Проведем сравнительнь й анализ результатов испытаний на растяжение силой Р гладкого образца и широкой пластины с центральной трещиной, имеющих площадь поперечного сечения о- Ранее эта схема анализа приведена Н.А. Махутовым [138]. Такой способ представления экспериментальных данных дополнительно иллюстрирует, что вновь разрабатываемые методы определения характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) являются развитием и усовершенствованием существующих стандартных методов испытаний. В этом проявляются взаимосвязь и преемственность существующих с вновь разрабатьюаемыми методами испытаний по определению характеристик механических свойств металлов. Еще раз напомним, что при испытании на растяжение силой гладких цилиндрических или плоских образцов с площадью поперечного сечения Fq [c.33]

Кроме экспериментальной оценки, А/С у определяют расчетным путем из уравнений, предложенных для скорости роста тре14ины. Чтобы оценить А/С . по такому уравнению, необходимо знать скорость роста трещины и циклическую трещиностойкость [262]. Пред ложены также соотношения, позволяющие рассчитать А/С . по другим характеристикам механических свойств. Значения Ал, определенные экспериментально и расчетными методами, значительно различаются. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...