Испытания на остановку трещины

Рис. 5.12. Образец для испытаний на остановку трещины.

Испытания на остановку трещины [c.78]

Рис. 2.62. Схема испытания на остановку трещины по Робертсону

Испытание на остановку трещины является одним из наиболее жестких испытаний. Для одного и того же материала температура остановки трещины, как правило, оказывается выше температуры нулевой пластичности. Испытание по Робертсону дает более резкий вязкохрупкий переход, чем испытание падающим грузом. При проведении испытаний на остановку трещины обязательным условием является равенство толщины образца с трещиной и толщины листа исходного материала. [c.78]

IV. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ НА ОСТАНОВКУ ТРЕЩИНЫ [c.48]

Рис. 40. Результаты испытаний на остановку трещины по Робертсону

Рис. 2. Схематические изображения образцов, которые можно применять для испытаний на остановку трещины. Стартовые части двойных образцов изготавливаются из закаленной стали и привариваются к рабочей части электронно-лучевой сваркой. Начальный надрез в двойных образцах предполагается делать более затупленным для получения высоких значений Kq, что устраняет необходимость создания предварительной усталостной трещины, а —компактный образец б —двойной компактный образец в образец ДКБ постоянной высоты г —двойной образец ДКБ постоянной высоты < —образец ДКБ переменной высоты. В двойных образцах б и г заштрихована стартовая часть, не заштрихована — рабочая часть.

Оценки предельных значений Kq для различных образцов для испытаний на остановку трещины [c.49]

Так как целью испытаний на остановку трещины является получение адекватной меры трещиностойкости при плоской деформации, то распространение на стадии II должно составлять значительную часть полного скачка трещины В исследуемом материале ). Чтобы при этом были учтены свойства материала в достаточном объеме, стадия II должна быть значительной и по абсолютной величине. Имея в виду протяженность стадии I, требование, чтобы минимальная длина скачка трещины составляла 2В , представляется вполне приемлемым. Для двойного образца ДКБ толщиной 50 мм это означает, что полный скачок трещины должен иметь длину от 70 до 130 мм в зависимости от глубины боковых надрезов. Но как отмечалось ранее и будет проиллюстрировано в следующем разделе, скачки такого размера сами по себе не обеспечат применимости статического подхода, а требуют использования динамического анализа, рассматриваемого далее. [c.53]

РйС. 3. Образец ДКБ и компактный образец для испытаний на остановку трещины при нагружении поперечным кликом. [c.233]

Корреляция испытаний образцов небольших размеров с испытаниями образцов натурной толщины. Эта зависимость использована для испытаний на остановку и инициирование трещины, а также для имитирующих испытаний. [c.238]

Рис. 3. Приспособление для нагружения клином и размеры образца ДКБ для эксперимента на остановку трещины [11]. а приспособление для нагружения клином образца ДКБ с токопроводящими полосами для измерения скорости б — размеры образца для испытаний.

Некоторые обоснования такой обработки диаграммы нагрузка — время, при которой пренебрегают колебаниями динамометра, с целью определения нагрузки, соответствующей остановке трещины, получены в результате вспомогательных экспериментов, при проведении которых датчик деформации был наклеен на плечо образца в месте, где его показания не зависят от длины трещины. Это эквивалентно использованию образца в качестве динамометра. На рис. 4 показана осциллограмма сигнала такого датчика деформации вместе с осциллограммой сигнала от динамометра, полученные во время испытания с остановкой трещины. Очевидно, что колебания сигнала от динамометра более явно выражены, чем колебания сигнала от датчика деформации на образце. Осциллограммы показывают, что среднее значение сигнала от динамометра дает достаточно точную оценку нагрузки, соответствующей остановке трещины. [c.207]

Вместе с тем исследования титанового сплава IMI 834 показали существование еще одной пороговой величины, максимального КИН при достижении которой развитие трещины продолжается, несмотря на уменьшение размаха КИН ниже пороговой величины (АКт) [30]. Испытания компактных образцов были выполнены с постоянной величиной максимального КИН и постепенным уменьшением размаха КИН в направлении развития трещины. Цель экспериментов состояла в получении порогового размаха КИН для момента зарождения трещин при разном уровне асимметрии цикла. В выполненных экспериментах последовательное снижение размаха КИН в направлении роста трещины приводило к остановке трещины при достижении величины (AKf) около [c.297]

Диаграммы, которые при некоторой скорости роста трещины резко обрываются в результате остановки трещины или спонтанного ее развития. Так, при испытании полимерных материалов, а также металлов в коррозионных средах на первом участке иногда нельзя добиться стационарного роста трещины, поскольку он сам по себе замедляется до полной остановки. Внезапное спонтанное разрушение стали вследствие наступления массового двойникования наблюдали на среднем участке диаграммы. [c.216]

Если испытания на скорость распространения трещины проводятся в условиях уменьшения К (например, на образцах с предварительно нанесенной трещиной, нагружаемых с помощью винта), то может произойти остановка трещины. Соответствующие значения К, если они существуют, называют пороговыми. При исследовании влияния среды на КР эту величину обозначают К/кр. В таких испытаниях обычно удается найти и область напряжений, в которой скорость роста трещины не зависит от К (область II на рис. 2). Это значение v называют максимальным при КР [2], поскольку в области III происходит, как правило, уже не зависящее от среды быстрое разрушение. [c.50]

Неустойчивой называют трещину, когда в некотором объеме, окружающем трещину, нарушаются условия механического равновесия. При этом трещина распространяется и это распространение может происходить при постоянной нагрузке. Для тела в целом условия равновесия при наличии неустойчивой трещины могут сохраняться. В предельном состоянии равновесия для неустойчивой трещины соблюдается условие ( Р/сП<0, т.е. для остановки трещины надо успеть снизить нагрузку. Однако скорость трещины в закритическом состоянии настолько велика, что при испытании образцов на испытательных машинах успеть снять нагрузку до полного разрушения образца практически не удается (поскольку машина обладает некоторой податливостью). Кроме того, даже при полностью удаленной внешней нагрузке трещина может расти от наличия упругой энергии в самом образце, так как для того, чтобы разгрузить образец полностью во всех его точках, требуется известное время. [c.153]

Методические рекомендации МР 71-82 [7] регламентируют способы определения параметров, характеризующих стадию остановки нестабильно распространяющейся хрупкой трещины, и включают два вида испытаний. Первое из них, проводимое на двухконсольном балочном образце в изотермических условиях, позволяет оценить стадию остановки трещины, обусловленную уменьшением жесткости напряженного состояния в вершине движущейся трещины. Условия остановки в этом случае описываются с помощью как функции температуры испытаний. Второй вид испытаний с предварительным инициированием хрупкого разрушения проводится на плоских образцах при растяжении с градиентом температур рабочей части, что дает возможность оценить условия остановки, происходящей за счет повышения трещиностойкости материала на пути трещины. В качестве критерия используется температура материала в вершине остановившейся трещины t°, а результаты испытаний записываются в виде зависимости ( /сгод) для данной толщины листа, где а — исходное номинальное напряжение. [c.18]

Предложенная методика испытаний позволила провести комплексное исследование широкого ряда плакированных сталей и их сварных соединений при различных режимах нагружения и выявить на основе критериев механики разрушения закономерности влияния плакирования на процессы докритического усталостного подроста, инициации и остановки трещин в широком интервале изменения температур, толщин образцов и коэффициента плакирования. [c.127]

МР 71-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний материалов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) на стадии остановки трещины. — М. ВНИИНМАШ, 1982. — 27 с. [c.308]

Неоднозначное илияние плакирующего слоя на сопротивление разрушению подтверждается изменением параметра К, определенного при температуре 173 К на образцах с одной боковой трещиной при осевом растяжении после их испытаний на остановку трещины. Для образцов из СтЗ + 12Х8Н10Т (№4 и №5, табл. 5.1) с П = 0,2...0,35 отмечено повышение примерно на 25 % по сравнению с образцами из материала основы (с 50,4 до 62,1 МПа л/м), в отличие от биметалла 20К + 10Х17Н13М2Т (№ 7, табл. 5.1), для которого произошло снижение К на 6...7 % (с 54,1 до 50,2 МПа л/м) при П = 0,3. [c.131]

Образец равномерно охлаждают по ширине, нагружают до желаемого уровня напряжений и затем инициируют разрушение путем вбивания клина в надрез, расположенный с ребра пластины. Результаты этого испытания фактически аналогичны данным описанных испытаний по Робертсону. Температура хрупкости по ESSO или температура SOD, как она обычно обозначается, соответствует самой низкой температуре, при которой трещина распространяется не на всю ширину пластины при среднем напряжении в нетто-сечении, равном 120 МПа. Это испытание представляет собой испытание на остановку трещины, связанное с температурой перехода от разрушения к остановке трещины и уровнем прикладываемых напряжений. [c.79]

Рис. 22. Результаты испытаний на остановку трещины у приваренной накладки (Иошика и др., 1965 г.)

Рис. 23. Результаты испытаний на остановку трещины (Иошика и др.,

Возможности для измерения Кш на образцах, показанных на рис. 2, ограничены появлением больших пластических деформаций в образцах всех типов, которые проанализированы в данной статье. Поэтому размеры образцов должны оставаться большими по сравнению с размером пластической зоны у конца трещины, который является функцией (Kq/oy) , где Kq — коэффициент интенсивности напряжений в начале процесса старт — остановка трещины и oy — статический предел текучести материала, окружающего конец исходного надреза или трещины. Величина Kq может быть примерно на 10- 30% выше, чем Кш, что определяется требованиями на длину скачка трещины. В табл. 1 приведены оцёнки максимальных значений Kq, которые могут быть получены на различных образцах, имеющих предел текучести сту 500 МПа, характерный для стали А533В, используемой для изготовления корпусов ядерных реакторов. Так как для корпусов ядерных реакторов практический интерес представляют ве,-личины Кш 150 МПа-м 2 [6], то образцы для испытаний на остановку трещины позволяют получить Kq 200 МПа м 2 табл. I следует, что это может быть достигнуто только на обычных образцах чрезвычайно больших размеров (например, на компактных образцах размерами 600 мм X 20 мм). [c.48]

Испытания образцов при циклическом нагружении осуществля-ли на машинах ЦДМ-ЮОПУ, ЦДМ-30 и ЦД-ЮПУ с регистрацией максимальной и минимальной нагрузок цикла, числа циклов и длины трещины. Испытания на ударную вязкость проводили на образцах с У-образным надрезом на маятниковом копре Р8 У0-30 в соответствии с ГОСТ 9454-78. Испытания на остановку хрупкой трещины в образцах по рис. 5.12 выполняли на машине ЦДМ 300/600ПУ, дополнительно оборудованной маятниковым копром, служащим для инициации трещины. Ударную часть образца охлаждали жидким азотом. Контроль за температурой по ширине образца проводили припаянными хромель-копелевыми термопарами. [c.120]

Шнадт (1961 г.) предложил интересные методы испытания на остановку инициирования треш,ины и на остановку ее распространения. В первом случае он предложил испытания образцов с трещиной при низких скоростях нагружения. Шнадт полагал что если при испытаниях наблюдаются сдвиговые разрушения, то материал эффективен для остановки инициирования трещины. (Автор настоящей статьи считает, что это равнозначно устойчивому состоянию, о котором речь шла выше в связи с поведением некоторых мелких образцов.) Для испытаний на возможность остановки распространения трещины Шнадт предложил высокоскоростные испытания образцов с трещиной, считая, что сдвиговое разрушение в этом случае указывает на способность материала останавливать распространение трещины. Высоко- и низкоскоростные испытания можно проводить в интервале температур и скоростей. При этом самая низкая температура, при которой происходит скалывающее разрушение, принимается за критическую температуру. [c.58]

На рис. 6 показан результат испытаний с остановкой трещины. Такие следы для аналогичных образцов наблюдались постоянно. Шкала времени в случае разрушения была вполне достаточной, 200—500 мкс, и конечная электродвижущая сила (ЭДС) согласовывалась с конечной длиной трещины. Было принято, что медленное снижение. напряжения после точки, отмеченной звездочкой на рис. 6, обусловлено уменьшением раскрытия трещины вследствие релаксации напряжений в образце в процессе разрушения. Две рассчитанные зависимости для отожженной стали Pitho приведены на рис. 7. Эти зависимости показывают, что выходные сигналы согласуются независимо от того, получены ли они при использовании в качестве источника энергии электронного ста билизатора [c.183]

Использованию понятия трещиностойкости по отношению к остановке трещины способствовал метод лабораторных испытаний на торможение трещины, разработанный Риплингом и др. [7]. ЛМР дала также аналитическую основу для оценки эффективности приспособлений для остановки трещины в корпусах судов, проведенной Каназавой и др. [8]. Вытекающие из исследований Каназавы возможный масштабный эффект и необходимость постулирования эффективной длины трещины создали предпосылки для более полного изучения явления остановки трещины. [c.223]

Изменение асимметрии цикла нагружения в вершине трещины с ее ростом. Перераспределение напряжений от внешней нагрузки, действующих в области вершины трещины в полу-циклах растяжения и сжатия, может вызывать остановку развития усталостной трещины. Анализ такого перераспределения был проведен в работах И. В. Кудрявцева и В. Линхарта. На рис. 9,а показана схема распределения осевых напряжений в образце с концентратором, полученная при испытании на усталость при симметричном цикле напряжений (растяжения-сжатия) с амплитудой номинального напряжения Оц. До возникновения усталостной трещины эпюры растягивающих и сжимающих напряжений идентичны, а материал в области вершины концентратора реально подвергается нагружению по симметричному циклу с амплитудой а Оп и R = — (цикл 1—2). Если эта амплитуда превышает предел выносливости исследуемого материала, то в вершине надреза возникает усталостная трещина. После ее развития на глубину I распределение сжимающих напряжений не изменится, так как трещина, сомкнувшись, будет передавать нагрузку как исходное неповрежденное сечение, а по величине сжимающие напряжения при вершине трещины уменьшаются растягивающие напряжения сконцентрируются в вершине трещины, максимум их будет соответствовать величине аат(Тн(а(гт — теоретический коэффициент концентрации напряжений для трещины глубиной h + l). [c.23]

В качестве примера на рис. 2 показан образец биметаллической композиции Ст. 3+Х18Н10Т, испытанный в криостате в среде жидкого азота. На поверхности образца видна переходная зона с остановившейся трещиной. Анализ микрофотографии, приведенной на рис. 2, показывает, что распространение трещины происходило в направлении от надреза в слое стали Ст. 3 перпендикулярно границе раздела слоев биметалла. При переходе трещины из стали Ст. 3 в сталь Х18Н10Т развивается значительная пластическая деформация, приводящая к изменению механизма разрушения. Рассматривая характер распространения трещины с позиций механики, можно предположить, что хрупкий излом сколом переходит в вязкий срезом. Энергия распространения трещины переходит в энергию пластической деформации, скорость трещины резко снижается и происходит остановка трещины. [c.38]

При сравнительно небольших скоростях разрушения, характерных для вязких разрывов, кольцеванию и остановке трещины способствуют многие конструктивные факторы, в том числе и податливость берегов раскрывающейся полости трубы. В этом отношении многослойная стенка имеет существенные преимущества перед монолитной. Первые гидропневматические испытания одиночных шо-гослойных труб, проведенные на полигоне ВНИИСТа, подтвердили это положение. Вязкие трещины (рис. 9), попадая в многослойные вставки, ветвились и кольцевались перед первым же монолитным стыковым швом. В зоне шва, играющего роль бандажа по отношению к многослойной стенке трубы, меняется ее напряженно-деформиро-ванное состояние. Кроме того, трещина по отдельным слоям распространяется не синхронно. Ее отдельные составляющие подходят ко шву в разное время и не могут его преодолеть. [c.30]

В зависимости от целей испытаний и условий эксплуатации конструкций осуществляют последующее раздельное или совместное исследование ее трещиностойкосга при статическом, циклическом и динамическом нагружении. При этом определяют характерные значения К на стадии затупления трещины, строят ]фивые сопротивления разрушению Kg и кинетические диаграммы разрушения (зависимости скорости роста трещин от параметра Ку), а также устанавливают характерные величины Ку в процессе нестабильного распространения и в момент остановки трещины. [c.285]

Для выявления закономерностей распространения подплакировочных трещин и установления влияния на их скорость границы раздела проведены усталостные испытания образцов серии ВН (см. рис. 5.11) с подплакировочной (ВН1), подповерхностной (ВН2) и краевыми трещинами в плакирующем слое (ВНЗ) и основном металле (ВН4). Результаты испытаний — зависимости длин трещин от числа циклов нагружения и диаграммы усталостного разрушения — представлены на рис. 5.28 и 5.29. При подходе распространяющейся в основном металле трещины к границе раздела происходит ее торможение и кратковременная остановка за счет расслоения, возникающего при выходе магистральной трещины на границу сопряжения (см. рис. 5.29). При этом длина расслоя несколько увеличивается по мере роста основной трещины в плакирующем слое, что соот- [c.144]

Для количественной оценки влияния высоковязких вставок, наплавляемых перпендикулярно направлению развития трещины, на долговечность элементов конструкций, содержащих растущие трещины, проведены сравнительные испытания при циклическом нагружении образцов типа ОВРЗ-1 и ОВРТ (см. рис. 5.7). Результаты испытаний иллюстрирует рис. 5.31. Анализ полученных диаграмм показал, что при подходе трещины из основного металла к высоковязкой вставке происходит торможение и кратковременная полная остановка трещины вследствие расслоения на границе сплавления. Однако вклад остановки трещины в общую долговечность, как и в случае задержки трещины плакирующим слоем (см. рис. 5.29), весьма незначителен. При прорастании трещины через поле неоднородных свойств скорость ее снижается почти на 20 % по сравнению с монометаллом. [c.152]

Рис. 13.21. Сопоставление сериальных кривых по испытаниям образцов Шарпи 10x10 мм на динамический изгиб (ИДИ, ИПГ) с температурой разрушения сосуда и температурой остановки трещины по Робертсону при напряжении (точка А на диа-

Такие испытания проводят на широких сварных плитах, широких пластинах с боковыми надрезами и др. Испытания проводят в условиях растягивающих напряжений с локальным или равномерным градиентом температур. Могут проводиться и изотермические испытания. Различные методы (Робертсона, ESSO, на двойное растяжение) отличаются видом образцов и концентратором напряжений, а также оценочными критериями температурой остановки трещины температурой, при которой трещина не проходит целиком сквозь сечение при напряжении 120 МПа и т. д. [c.78]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...