Закономерности нестабильного развития трещин

В рассмотренные выше зависимости входят в основном характеристики механических свойств материалов, определенные при статическом нагружении. При этом предполагается, что развитие трещины происходит в каждом цикле, поэтому не учитывается накопление повреждений и изменение характеристик механических свойств материала у вершины при циклическом нагружении. Силовые, энергетические и деформационные характеристики режимов циклического нагружения, определяемые расчетом, используемые в указанных зависимостях, не учитывают влияния остаточных напряжений, изменение толщины образцов и коэффициента асимметрии цикла на реальное напряженно-деформированное состояние материала у вершины трещины, когда размеры пластических зон достаточно велики, но не происходит пластического течения всего оставшегося сечения образца. Все это ограничивает применение рассмотренных зависимостей, как правило, только исследованными-материалами, условиями испытаний, режимами нагружения и толщинами образцов и не позволяет прогнозировать условий перехода к нестабильному развитию трещин и закономерностей нестабильного развития трещин. [c.31]

Закономерности нестабильного развития усталостных трещин исследовались в конструкционных сталях, характеристики механических свойств которых и температура хрупкости изменялись двумя способами — понижением температуры испытаний и специальной термической обработкой, для изучения влияния способа изменения характеристик механических свойств исследуемых сталей на закономерности нестабильного развития усталостных трещин в них и на характеристики их вязкости разрушения. [c.192]

На основе предложенной модели и схем нестабильного развития усталостных трещин в конструкционных сплавах при циклических нагрузках может быть построена универсальная диаграмма, позволяющая описывать и прогнозировать закономерности нестабильного развития усталостных трещин в конструкционных сплавах при их циклическом нагружении как на стадии, когда размеры скачков трещин определяются размерами зон усталостного повреждения, так и на стадии, когда размеры скачков трещин зависят от вида кривых [c.216]

Закономерности перехода к нестабильному развитию усталостных трещин были исследованы в работах [33, 36]. Результаты этих исследований показали, что имеет место критическое значение скорости развития трещины, при котором начинается процесс нестабильного развития, окончательное разрушение образца в зависимости от свойств материала и условий испытаний может происходить как в результате первого скачка трещины, так и в результате нескольких скачков. Количество таких скачков увеличивается с понижением температуры и переходом к жесткому режиму нагружения [33, 36]. [c.10]

Известные в литературе модели хрупкого разрушения тел с трещинами не учитывают изменение реологических свойств материалов в пластически деформируемой зоне у вершины трещины при циклическом нагружении образцов и динамический характер распространения трещины при ее нестабильном развитии и поэтому не позволяют прогнозировать влияние режимов циклического нагружения на характеристики вязкости разрушения и закономерности перехода от усталостного к хрупкому разрушению конструкционных сплавов. Это не позволяет обосновать расчеты предельной несущей способности и долговечности тел с трещинами при циклическом нагружении с учетом стадии их нестабильного развития и ответить на практически важные вопросы в каких случаях циклически нагружаемая конструкция с трещиной разрушится при нагрузках меньших, чем нагрузка, которую она может выдержать при статическом нагружении при каких условиях полное разрушение конструкции произойдет при первом скачке трещины, а при каких — после определенного числа скачков. [c.210]

Нарушение закономерности соответствия числа усталостных бороздок числу циклов приложения нагрузок происходит при формировании ямочного рельефа излома, отвечающего переходу к стадии нестабильного роста трещины. Из 25 циклов приложения нагрузки только часть циклов связана с механизмом подрастания трещины путем формирования усталостных бороздок, а часть циклов связана с нарушением сплошности материала по механизму роста и коалесценции пор с формированием ямок. Помимо этого следует указать на значительную неравномерность развития трещины из-за существенной роли включений в замедлении ее роста. Проходя мимо включений, усталостные бороздки искажают свою конфигурацию и уменьшают шаг, который быстро возрастает в каждом последующем цикле приложения нагрузки постоянного уровня. [c.199]

Сопоставляют выявленные закономерности чередования элементов рельефа на начальной и конечной стадии разрушения, учитывая, что меньшие по уровню нагрузки, не вызывающие развития трещины на начальном этапе разрушения, будут вызывать рост трещины при приближении к зоне нестабильного разрушения. [c.310]

В исследованиях, выполненных в Институте проблем прочности АН УССР, было изучено влияние различных факторов на скорость развития усталостных трещин и закономерности перехода к нестабильному развитию трещин. [c.10]

Эксплуатационные и конструктивные факторы, оказывающие большое влияние на закономерности стабильного и нестабильн010 развития усталостных трещин, особенно на участке III диаграммы, такие, как температура испытаний, толщина образцов, асимметрия цикла, частота нагружения, в рассмотренных зависимостях не учитываются и их влияние на закономерности стабильного и нестабильного развития усталостных трещин может быть оценено только экспериментально. [c.31]

Обобщение результатов исследований закономерностей стабильного и нестабильного развития усталостных трещин, характеристик вязкости разрушения конструкционных сплавов различных классов при статическом, циклическом и динамическом нагружениях при различных температурах и вариантах термической обработки образцов различных толщин, изложенных выше, позволило предложить и обосновать модель разрушения конструкционных сплавов с трещинами при циклическом нагружении fl65], которая учитывает влияние цикличности нагружения на изменение реологических свойств материала в пластически деформируемой зоне у вершины трещины и динамический характер распространения трещины после ее страгивания. Модель позволяет прогнозировать соотношения значений характеристик вязкости разрушения при различных видах нагружения и кинетику нестабильного развития усталостных трещин для материалов различных классов в зависимости от режимов циклического нагружения. [c.210]

Измерение расстояния между выявленными в изломе макроусталостными линиями в одном из направлений развития сквозной трещины показало, что оно возрастает по длине трещины линейно с некоторым ускорением на этапе нестабильного роста трещины. При этом длинам трещин 2,2 3,0 3,6 4,8 7,0 7,5 мм соответствовал прирост 0,4 0,5 0,67 0,8 1,3 и 1,8 мм соответственно. На этапе неста-блльного роста трещины измерения относятся ко всему блоку макролиний и гладкой площадке. Указанная закономерность появления линий связана с определенной закономерностью, выразившейся не только в строгом регулярном чередовании участков излома без макролиний и с блоками макролиний, но также и в равномерном увеличении расстояния между макролиниями в направлении роста трещины. [c.318]

Выявленная закономерность формирования морфологии макрорельефа в направлении роста трещины позволяет интерпретировать кинетику усталостного разрушения следующим образом. В процессе нестационарного нагружения в изломе формируется группа макроусталостных линий, а в период установившегося режима происходит продвижение трещины с формированием гладкой зоны излома. На этапе ускоренного и нестабильного роста усталостн ой трещины появление числа макролиний большего, чем на этапе ее равномерного развития, может быть объяснено возрастанием чувствительности материала к тем циклам нагружения, которые ранее (на этапе стабильного роста трещины) не приводили к формированию макроусталостных линий. Помимо этого в период нестабильного роста трещины возможно чередование этапов дискретного статического проскальзывания усталостной трещины и последующего ее подрастания по механизму ускоренного усталостного разрушения. В последнем случае на изломе формируются небольшие по протяженности зоны с разной шероховатостью, между которыми имеется макроскопически четкая граница, отвечающая смене механизма роста трещины. Общее число блоков нагружения при росте сквозной трещины соответствует 6. [c.318]

При исследовании усталости металлов трещинам всегда уделялось Гюльшое внимание 244, 505, 775, 1075]. В последнее время интерес к этой проблеме особенно возрос в связи с успехами в разработке методов оценки напряженно-деформированного состояния в вершине трещины и появившейся возможностью перехода от качественной оценки роли трещин в процессе усталости металлов к количественному описанию условий страгивания трещин, закономерностей их развития и окончательнм о разрушения с учетом геометрии деталей и трещин в них, условий нагружения и свойств материала. Такой подход дает возможность рассматривать предел выносли-игюти как максимальные напряжения, при которых технологические и эксплуатационные трещины или трещины, возникшие в процессе циклического нагружения, не могут развиваться. Окончательное разрушение детали определяется условиями перехода от стабильного развития усталостной трещины при циклическом нагружении к нестабильному, которое в некоторых случаях может быть хрупким. Особенно большие возможности дает такой подход для описания кинетики развития усталостных трещин и совершенствования методов оценки долговечности деталей при наличии трещин. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...