Трещиностойкость и живучесть конструкций

Трещиностойкость и живучесть конструкций [c.28]

Усталостное разрушение, как правило, происходит путем распространения трещин. При этом наличие во многих деталях и узлах конструкций различного рода микродефектов (микротрещины, полости, инородные включения и т. п.) ускоряет появление усталостных трещин на разных стадиях эксплуатации. Поэтому большое значение имеет проблема оценки живучести конструкции (долговечности конструкции от момента зарождения первой макроскопической трещины усталости размером 0,5—1 мм до окончательного разрушения), при которой выявляются факторы, наиболее сильно влияющие на ее сопротивление развитию усталостных трещин [35]. Определение живучести позволяет разрабатывать эффективные методы повышения надежности и долговечности, назначать обоснованные сроки между профилактическими осмотрами, в частности связанными с разборкой машин. Кроме того, при использовании экспериментальных методов оценки циклической трещиностойкости и выявления закономерностей распространения усталостных трещин возможна разработка критериев выбора материалов и конструктивно технологических вариантов, обеспечивающих наибольшую надежность и долговечность при наименьшей металлоемкости [35]. [c.42]

Значительные объемы экспериментальных исследований по оценке влияния на характеристики трещиностойкости различных эксплуатационных и технологических факторов, переход к аттестации материалов по характеристикам трещиностойкости, расширение области их применения в расчетах и при выборе материалов привели к необходимости создания специализированных баз данных [33-34]. Накопление и систематизация экспериментальной информации имеют важное самостоятельное значение (оценка статистических параметров и законов распределения, установление верхних и нижних предельных значений и корреляционных соотношений, функциональное описание зависимости характеристик от анализируемого фактора, оптимизация технологических процессов, состава и структуры материалов и т.д.) и являются обязательной составной частью автоматизированных систем расчета конструкций на прочность, ресурс и живучесть. [c.22]

Многочисленные исследования циклической трещиностойкости материалов и конструкций базируются на различных модельных представлениях, описывающих зависимость скорости роста трещины (СРТ) от характеристик трещиностойкости [89-91]. На основе экспериментальных и теоретических исследований предложено более 70 выражений, определяющих СРТ и учитывающих влияние на нее различных факторов, при этом число независимых переменных, требующих экспериментального вычисления, колеблется от 2 до 6. Для инженерных приложений наиболее приемлемыми являются выражения, содержащие минимальное число экспериментальных параметров, которые могут быть использованы в качестве базовых характеристик циклической трещиностойкости. Для широкого круга прикладных задач оценки показателей ресурса и живучести с достаточной степенью точности могут быть выполнены на основе степенной модели СРТ, предложенной А. Пэрисом [92] [c.66]

Конструкционное торможение трещин. Принципы, положенные в основу создания конструкций с повышенным сопротивлением усталости, обеспечивают одновременно с этим и повышение трещиностойкости конструкции. Вместе с тем конструкторские решения задачи о повышении живучести имеют и некоторые особенности. о относится к методам предотвращения быстрого разрушения после появления усталостных трещин. Эти методы направлены на торможений развивающихся трещин. В частности, для этого могут быть использованы системы остановочных и разгружающих отверстий, а также применены подкрепления в виде ребер жесткости. [c.62]

Вторая глава посвящена описанию факторов, определяющих трещиностойкость материалов конструкций и закономерностей роста усталостных трещин при переменных детерминированных воздействиях. Приводятся примеры хрупких разрушений и анализируются возможные пути повышения живучести коноврукций. [c.6]

Еще один подход в создании конструкций повышенной живучести основан на представлении о температуре остановки трещины САТ Суть его состоит в создании температурного градиента, обеспечивающего повьпие-ние характеристик трещиностойкости материала вдоль траектории нестабильной растущей трещины. В зоне с достаточно высокой температурой, большей температуры САТ- [c.289]

Среди новых разделов механики одно из ведуших мест принадлежит механике разрушения. Трешины и трещиноподобные дефекты практически неизбежны в любой крупногабаритной конструкции. Требование отсутствия таких трешин чрезмерно обременительно и зачастую просто невыполнимо. Назначение механики разрушения - указать пути для выбора материалов и конструктивных форм, отвечаюших разумному компромиссу между требованиями экономичности и требованиями высокой безопасности и надежности. Крупные успехи механики разрушения позволили разработать методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов, наметить пути создания конструкций, обладающих повышенной живучестью при наличии трещин. Важная для нашей страны проблема повышения надежности машин в северном исполнении также в значительной степени решается с использованием достижений механики разрушения. [c.57]

Выбор материалов. Использование при изготовлении конструкций высокопрочных материалов часто не приводит к ожидаемому повышению их живучести. Такие материалы имеют невысокую трещиностойкость, а появившиеся в них трещины быстро приводят к их полному разрушению. Пластичные материалы с относительно невысокими прочностными характеристиками часто бывают более трещиностойкими появившиеся в них трещины развиваются медленно. Применение таких материалов особенно целесообразно в статически неопределимых системах (например, в рамах транспортных машин), разрушение отдельных элементов которых не означает полного разрушения конструкции Б целом. На рис. 7.1 приведены корреляционные зависимости вязкости разрушения К с от предела текучести Стт, которые подтверждают правильность вывода о том, что повышение прочностных характеристик материалов еще не гарантирует одновременного повышения их трещиностойкости. Исключение из этого правила композиционные материалы с вязкой матрицей, в которых удается сочетать высокую статическую прочность и высокую трещиностойкость. [c.60]

Скорость роста усталостных трещин зависит от многих факторов. Среди этих факторов можно отметить следующие механические (амплитуда напряжений, асимметрия цикла нагружения, частота), металлургические (микроструктура, наличие включений, характер легирования), физико-химические (температура, среда, облучение) и геометрические размеры тела [283, 284, 323]. Тем не менее, кинетические диаграммы усталостного разругиения имеют больпюе практическое значение. С их помощью устанавливают характеристики циклической трещиностойкости, на их основании выбирают материал конструкций и оптимизируют технологию изготовления материалов оценивают условия эксплуатации, безопасный ресурс и живучесть поврежденных трещинами конструкций анализируют причины раз-эугиения конструкций [160, 286, 287. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...