Пластическая деформация у концентраторов напряжений

ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ У КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ [c.34]

По мере понижения сопротивления движению дислокаций вследствие повышения температуры пластическая деформация, протекающая у концентраторов напряжений, снижает их эффективность, в результате чего при температуре Т разрушающее напряжение достигает предела текучести (см. рис. 5.13). [c.206]

Для вязкого разрушения необходимо, чтобы у основания надреза был достигнут критический уровень напряжений. Будет ли Тр превышать температуру или даже Toy, зависит от относительной легкости процесса вязкого разрушения (деформации у основания надреза) по сравнению с разрушением сколом (растягивающие напряжения у основания надреза). Что же касается макроскопического разрушения Tqy, Тур), то это зависит от того, когда произойдет развитие пластической зоны необходимых размеров, обусловленной критическими напряжениями или деформациями перед общей текучестью, между общей текучестью и текучестью полного сечения или только после текучести полного сечения. В последнем случае Тр обычно близка к так как релаксация трехосных напряжений требует быстрого роста общего уровня деформаций. В предыдущих разделах мы обсудили факторы, контролирующие микромеханизмы разрушения сколом. Для того чтобы решить, как микроструктура влияет на положение необходимо проанализировать микромеханизмы вязкого разрушения у концентратора напряжений. [c.192]

В достаточно крупных деталях, содержащих большие концентраторы напряжений, стадия II роста трещины может происходить при напряжениях, значительно ниже обычного предела текучести, что позволяет пользоваться приближениями линейной упругой механики разрушения. При обычных усталостных испытаниях гладких образцов, амплитуда переменной пластической деформации Дбр является главным фактором, определяющим число циклов до разрушения. Для квазилинейного упругого поведения, при котором размер пластической зоны, связанной с растущей трещиной, гораздо меньше, чем длина трещины или ширина живого сечения, можно ожидать, что степень пластической деформации у вершины трещины будет пропорциональна размеру пластической зоны или РТ. Эти параметры в условиях пло- [c.225]

В соответствии с условиями работы элементов самолетных конструкций наиболее широкое распространение получили испытания на малоцикловую усталость при повторном растяжении (пульсирующем, или с небольшим коэффициентом асимметрии г=0,05- 0,2). Следует иметь в виду, что при испытаниях образцов с концентраторами напряжения при приложении внешней нагрузки одного знака (например, растягивающей), если эта нагрузка достаточно высока, чтобы вызвать пластическую деформацию у вершины надреза, в опасном сечении нагружение фактически будет идти по знакопеременному циклу (рис. 9), поскольку при разгрузке до Ршш У основания надреза возникают остаточные напряжения сжатия. [c.89]

Указанная схематизация достаточно точна для материалов типа алюминия и вполне допустима для материалов, имеющих диаграммы с ограниченной длиной площадки текучести (рис. 485). Это вытекает из следующих соображений. При наличии такой площадки текучести, как, например, у мягких углеродистых сталей, величина относительного удлинения в начале упрочнения в несколько раз превышает величину относительного удлинения в начале появления пластической деформации. Поэтому даже при неравномерном начальном распределении напряжений (изгиб, кручение, наличие концентраторов), но дальнейшем последовательном распространении пластической зоны с выравниванием напряжений, предела текучести они достигнут одновременно по всему сечению раньше, чем начнется упрочнение материала в точках с наибольшей пластической деформацией. Таким образом, предельное состояние, определяемое значительной пластической деформацией, наступит до начала упрочнения материала и предельная нагрузка может быть вычислена по пределу текучести. [c.489]

Вершина трещины представляет собой довольно сильный концентратор напряжений. Вследствие высокого уровня напряжений у вершины трещины появится пластическая деформация, в то время как вдали от трещины материал будет находиться в упругом состоянии. В процессе роста тре- [c.74]

Особенно интенсивно происходит двойникование в металлах с ограниченным числом систем скольжения. При этом, создавая мощные концентраторы напряжения, двойникование инициирует, например, в ГПУ-металлах скольжение по дополнительным призматическим и пирамидальным системам, что приводит к существенному повышению пластичности [5, 17]. В некоторых ориентировках монокристаллов с ГПУ-решеткой двойникование вообще является доминирующим механизмом пластической деформации [5, 18]. В ОЦК-металлах концентраторы напряжений у верщин двойников и высокая скорость протекания процесса двойникования способствуют раскрытию трещин и соответственно хрупкому разрушению металлов [9, 19] ограничивая таким образом их низкотемпературную пластичность. [c.9]

Все реальные детали имеют концентраторы напряжений, которыми могут быть случайные дефекты на поверхности металла (глубокие риски, следы от удара зубилом, кернение ударными клеймами и др.), а также концентраторы, определяемые конфигурацией детали или узлы (галтели, выточки, отверстия, переходы от одного сечения к другому и пр.). Вследствие этого чувствительность материала к концентраторам напряжений является одной из его важнейших характеристик, знать которую особенно необходимо при малоцикловом нагружении. При радиусе надреза г=0,1 мм и отношении <У/0 (<У—диаметр у вершины надреза, D —диаметр образца вне надреза) круглых образцов, равном 0,707, растяжение до уровня предела текучести вызывает деформацию в вершине надреза более 3 %, а пластическая деформация захватывает области, отстоящие от концентратора на 0,5—1,0 мм. [c.99]

Очаг разрушения лопатки располагался у выходной кромки со стороны корыта, тогда как у всех остальных шести лопаток очаги усталостных трещин находились на спинке пера, как и лопатки, представленной на (рис. 11.24а). У сильно окисленной лопатки по месту очага разрушения не было концентраторов напряжения в виде механических повреждений или дефектов обработки, однако вблизи выходной кромки со стороны спинки пера, т. е. с противоположной стороны от очага разрушения, имелись следы пластической деформации материала от воздействия на лопатку постороннего предмета. Аналогичные, но более интенсивные следы пластической деформации материала имели место и у остальных шести разрушенных лопаток, но располагались они со стороны спинки пера в зоне очага усталостной трещины. Такие же следы пластической деформации со стороны спинки имелись и на всех неразрушенных лопатках X ступени КВД. На части лопаток были выявлены начальные усталостные трещины протяженностью до 2 мм, расположенные в тех же зонах, что и трещины у шести указанных лопаток. [c.610]

Упругопластические деформации при знакопеременном цикле напряжений в вершине трещины (рис. 12,6), развившейся на некоторую глубину и вышедшей из зоны влияния исходного концентратора напряжений, существенно отличаются от деформаций в вершине концентратора. Приложение растягивающего напряжения вызывает в вершине трещины упругопластические деформации (кривая 0—1 ), по характеру сходные с деформациями в вершине концентратора. При этом, если радиус исходного надреза невелик, то значение деформации, характеризующей положение точки 1 лишь немногим больше, чем для точки 1 (см. рис. 12, а). Снятие внешней нагрузки вызывает изменение деформаций (/ —2 —3 ), также подобное наблюдавшемуся в вершине концентратора. Однако с приложением внешней сжимающей нагрузки закономерность упругопластического деформирования существенно меняется, так как трещина при уменьшении деформации до нуля полностью закрывается, в результате чего зона образца с трещиной может воспринимать сжимающие нагрузки. Напряжения сжатия, однако, не концентрируются у вершины трещины, как при сжатии зоны концентратора напряжений. Кривая деформаций в полуцикле сжатия, таким образом, будет выглядеть как 3 —4. Характерным в этом случае является отсутствие пластической деформации в полуцикле сжатия. Следовательно, при разгрузке кривая деформирования должна вернуться в точку 3, а последующее растяжение приведет ее в точку 5. Дальнейшее знакопеременное нагружение вызовет изменение деформаций по петле 5 —3 —4 —3 —5. Сравнивая работу циклического упругопластического деформирования, определяющуюся пло- [c.28]

По мере проникновения трещин в металл концентраторы напряжений у вершины трещины приводят в действие механическое разрушение. Механическое же разрушение сопровождается пластической деформацией впереди вершины трещины. По мере раскрытия трещин пластическое деформирование требует все большей энергии. В начале распространения трещины фактическое разрушение быстро приостанавливается. Дальнейшее ее распространение происходит под действием рассматри- [c.180]

Для пластичных материалов опасность таких дефектов невелика. В результате перемещения дислокаций у вершины трещины протекает местная пластическая деформация, которая вызывает релаксацию (снижение) локальных напряжений и их выравнивание. К тому же увеличение плотности дислокаций и вакансий в вершине трещины сопровождается ее затуплением, и дефект перестает играть роль острого концентратора напряжений. [c.226]

Для усталостного разрушения свойственна большая информативность макростроения усталостных изломов. Поверхность усталостного разрушения, как правило, ориентируется перпендикулярно главному растягивающему напряжению. Обычно поверхность излома имеет гладкую поверхность, без признаков развития пластической деформации. Очаги разрушения находятся, как правило, у поверхности детали или под поверхностью в местах концентрации напряжений. При наличии в конструкции дефектов или разного рода концентраторов очаги зарождения треш ины располагаются в этих местах. [c.60]

Физический смысл предела пропорциональности любого материала настолько очевиден, что не требует специального обсуждения. Действительно, ащ для моно-й. поликристалла, гомогенного металла и гетерофазного сплава — это всегда максимальное напряжение, до которого при растяжении со(блюдается закон Гука и макропластическая деформация не наблюдается. Следует, однако, помнить, что до достижения Опц в отдельных зернах поликристаллического образца (при их благоприятной ориентировке, наличии концентраторов напряжений) может начаться пластическая деформация, которая, однако, не приведет к удлинению всего образца, пока деформацией не окажется охваченным большинство зерен. Самым начальным стадиям этого макро-удлинения образца соответствует предел упругости. Для благоприятно ориентированного монокристалла он должен быть близок к критическому скалывающему напряжению, конечно, после перевода касательного напряжения в эквивалентное ему нормальное по формуле (43). Естественно, что при разных кристаллографических ориентировках монокристалла предел упругости будет различен. У достаточно мелкозернистого поликристалла в отсутствие текстуры предел упругости изотропен — одинаков во всех направлениях. [c.142]

В процессе сварочного цикла меняются условия разрущения. При высоких температурах (г, мало) растягивающие температурные внутренние напряжения концентрируются у концов шва и направлены перпендикулярно шву. Растяжение в направлении X вдоль шва (рис. 8) невелико, и в металлах, пластичных и претерпевших фазовые превращения при высоких температурах выше (Гр), развитие трещин в этом направлении маловероятно. Остаточные внутренние напряжения могут отличаться от временных не только величиной, но и знаком. Наибольшему растяжению после полного остывания изделий подвергаются центральные участки металла шва и околошовной зоны (рис. 8). При этом в зависимости от соотношения продольной и поперечной составляющих напряжения трещины могут развиваться как в продольном, так и поперечном направлении. Однако необходимо подчеркнуть еще раз, что в пластичных металлах, несмотря на то что микротрещина является резким концентратором напряжений благодаря наличию острых углов, тормозящих развитие пластических деформаций, развитие тре- [c.246]

Теоретический коэффициент а. Для определения коэффициента а принимают линейную зависимость между деформациями и напряжениями, т. е. закон Гука. В таком случае напряжение у концентратора может быть установлено из соответствующего эксперимента (путем измерения деформаций и последующего пересчета деформаций на напряжения) или может быть рассчитано методами теории упругости. Как видим, при определении коэффициента а материал рассматривают лишь в упругой стадии деформации (для использования закона Гука напряжение должно быть меньше предела пропорциональности а ), а потому влияние материала скажется лишь через характеристики упругости. Вся специфика реального материала (неоднородность структуры, способность к пластической деформации) при этом не отражается. Материал, представленный только упругими константами Е и [I,—это идеально упругий, абсолютно однородный, 19 [c.291]

Для деталей, работающих в условиях приложения динамических нагрузок, у которых подавляющая часть общей работы, поглощаемой до разрушения, приходится на долю пластической деформации (штоки паровых молотов, толстая броня, стволы орудий, амортизирующие цилиндры, шасси и т. п.), важной характеристикой, определяющей служебные свойства, является ударная вязкость. Ударная вязкость, определенная на стандартных образцах с надрезом, характеризует способность металла к местным пластическим деформациям и с этой точки зрения может служить характеристикой не только разрушения при ударе, но и при других резко выраженных объемных напряженных состояниях (внутренних напряжениях, концентраторах напряжений, понижения температуры). Поэтому определение ударной вязкости имеет значение не только для деталей, работающих при высоких скоростях приложения нагрузки. При сопоставлении сталей с одинаковым пределом прочности величина ударной вязкости может быть использована как сравнительная характеристика пластичности в надрезе. Ударная вязкость чувствительно реагирует на неоднородность структуры материала, особенно в поперечном и продольном направлениях. Поэтому она может быть применена для оценки однородности материала, для контроля загрязненности металла включениями, для выявления отклонений от технологического процесса, которые не отмечаются при статических испытаниях (выявление отпускной хрупкости, старения, перегрева и т. п.). Ударная вязкость должна определяться в направлении действия наибольших напряжений при эксплуатации. Так, для некоторых труб, турбинных дисков, цилиндров амортизаторов имеет значение ударная вязкость в поперечном к волокну направлении (тангенциальная проба). [c.16]

Для характеристики усталостной прочности материалов при наличии концентраторов напряжений важно знать абсолютные значения пределов выносливости образцов с концентраторами напряжений, так как они близки к пределам выносливости натурных деталей. Кроме того, следует отметить, что нельзя отрицательно оценивать материал только на том основании, что ему присущ высокий коэффициент чувствительности к надрезу, так как при этом он может иметь высокий абсолютный уровень усталостной прочности при наличии концентратора напряжений. При испытаниях образцов с концентраторами напряжения при приложении достаточно высокой растягивающей нагрузки можно вызвать пластическую деформацию у вершины надроза, и в опасном сечении нагружение фактически будет идти по знакопеременному циклу, поскольку при разгрузке до Pmin у основания надреза возникают остаточные напряжения сжатия, [c.120]

Рассмотренные примеры показывают, что механизм вязкого разрушения достаточно сложен. Экспериментальные данные последних лет свидетельствуют о том, что очень высокие скорости роста пор, предсказываемые теориями вязко-упругого тела, являются нереальными, так как частицы могут перемещаться вместе с матрицей до тех пор, пока не произойдет разрыва поверхностных связей. Модель Томасона описывает это явление с точки зрения пластического стеснения деформации и в общем случае достаточно хорошо обрисовывает физическую картину разрушения. По-видимому, образование макроскопической шейки на растягиваемом образце не определяет локального вязкого разрушения в нем (хотя радиальные растягивающие напряжения в шейке облегчают рост пор) и слабо связано с процессами, происходящими у концентратора напряжений. [c.202]

Исследования [31] эволюции дислокационной структуры при пластической деформации (см. гл. III) действительно показали формирование при пластической деформации вытянутых субзерен с особыми свойствами субграниц. В то же время электронно-микроскопические исследования эволюции дислокационной структуры in situ , проведенные В. М. Доровским, Л. А. Елесиным и А. А. Тутновым, показали фрагментацию структуры у концентраторов напряжений, всегда заканчивающуюся спонтанным уходом дислокаций, обусловленным, по мнению авторов, образованием аморфной структуры. Эти эксперименты явились подтверждением неравновесных фазовых переходов в локальных объемах металла, претерпевших предельную пластическую деформацию. [c.84]

А. В. Рябченкова [38], П. А. Акользина и В. Н. Гуляева [39] и др. Большинство гипотез объясняет коррозионное растрескивание электрохимическими явлениями. Наиболее признанная из них — пленочная, сущность которой заключается в следующем. При пластической деформации металла у концентратора напряжения разрушается защитная окисная пленка, которая более хрупка, чем металл. В местах разрушения пленки возникают анодные участки по отношению ко всей поверхности, защищенной пленкой, так как потенциал ее на 0,2—0,7 В более положителен по отношению к оголенному металлу. Н. Д. Томашов и [c.113]

Хрупкое разрушение - это нарушение сплошности материала, оно может легко произойти в том случае, когда растягивающее напряжение у концентратора напряжений (например, у микротрещины) достигает теоретического напряжения разрушения, прежде чем возникающее напряжение может срелаксировать путем пластической деформации (например, затупить микротрещину). Факторами, вызывающими охрупчивание, являются отжиг, низкая температура и кристаллизация. Охрупчивание весьма чувствительно к химическому составу аморфные сплавы на основе железа, особенно с большим [c.219]

При образовании скопления дислокаций и соответствующей концентрации напряжений у вершины скопления представляется весьма вероятным, что пластическая деформация в соседнем зерне начнется в результате работы зернограничных источников [54, 102]. Удаляясь от поверхности зерна, дислокации, эмитированные этими источниками, взаимодействуют с дислокациями сетки Франка и могут создать новые источники типа источников Франка — Рида. Поскольку эти новые источники не заблокированы примесями, они оказываются способными либо к размножению полных дислокаций, либо (при достаточно высоком уровне напряжений сдвига) — к размножению частичных дислокаций, т. е. к образованию двойника, например, по полюсному механизму Коттрелла — Билби или по механизму Шлизви-ка [20] (рнс. 2.17). Развитая в работе [22] модель, в которой двойникование начинается после частичной (за счет скольжения) релаксации концентраторов напряжений, приводит к получению аналогичной уравнению Холла — Петча для скольжения зависимости напряжения начала двойникования от размера зерна [c.60]

Если модуль упрочнителя меньше модуля матрицы, то прочная связь между упрочнителем и матрицей может повысить вязкость-разрушения. Мак-Гэрри и Уиллнер [26], а также Салтэн и Мак-Гэрри [46] детально обсудили возможные механизмы, обусловливающие вязкость разрушения пластиков, модифицированных резиной. Сферические частицы резины в полимерной матрице действуют как концентраторы напряжений. При приложении нагрузки к композиту концентрация напряжений у резиновых сфер может вызвать деформацию и пластическое течение матрицы на начальной стадии нагружения аналогично влияли бы сферические полости. С ростом нагрузки резина, прочно связанная с матрицей, начинает деформироваться, что также приводит к стеснению матрицы. Картина локальной деформации усложняется, и частицы резины испытывают состояние трехосного растяжения. В резуль- [c.303]

На рис. 12, а показано изменение деформаций при знакопеременном цикле напряжений в области вершины резкого концентратора напряжений. Участок между точками О и 1 соответствует упругопластической деформации в первом полу-цикле растяжения. При этом зона пластической деформации локализована в небольшой области у вершины концентратора, а в остальном материале существуют только упругие деформации. Снятие нагрузки приводит к уменьшению деформации (точка 2), а затем в результате воздействия зон материала, находящихся в упругодеформированном состоянии, к их исчезновению (точка 3). Приложение внешней сжимающей нагрузки вызывает продолжепие петли гистерезиса до точки 4. Разгрузка приводит к полному снятию деформаций (точка 5),, а новое приложение растягивающей нагрузки увеличивает деформации до значения, соответствующего точке 6. Дальнейшее знакопеременное циклическое деформирование приводит к изменению деформации по петле между точками 5 и до тех пор, пока не возникнет усталостная трещина. [c.28]

Так, при кручении алюминиевых призматических образцов (50X50 мм) с продольным острым концентратором напряжений обнаружено замедление роста усталостной трещины после нескольких первых сотен циклов нагружения. Последующее увеличение числа циклов нагружения привело к дальнейшему, периодически замедляющемуся росту трещины. Причем на каждом новом уровне развития прирост трещины был меньше, а замедление более длительным, чем предыдущие. Наконец, при значительном числе циклов нагружения трещина останавливалась совсем. Периодические остановки трещины на фоне общего замедления скорости ее развития прн кручении в рассматриваемом примере могут быть объяснены тем, что трещина наталкивается на какие-либо препятствия, например, в виде локально более твердых зерен. В зоне у вершины такой остановившейся трещины с увеличением числа циклов последующего нагружения накапливается пластическая деформация, и когда она превышает критический уровень, трещина вновь растет с противоположной стороны препятствия. Начальная скорость развития трещины на новом этапе больше (но меньше начальной скорости на предыдущем этапе), но эффект трения поверхностей снова и в большей степени снижает ее. Так будет продолжаться до тех пор, пока накапливаемая у вершины [c.40]

Микротрещины, разрывы, микроразличия в структуре действуют как носители напряжений. В пластичных металлах они нейтрализуются (релаксируются) пластической деформацией. Хуже обстоит дело с хрупкими материалами. Устранить концентраторы напряжений, например, у стекла можно вытягиванием тонких волокон. [c.72]

Следствием действия вибрации является усталость материала. В местах концентрации напряжений у хрупких материалов часть рассеянной в материале энергии уходит на развитие микротрещин в местах, имеющих нарушение структуры. Эти трещины развиваются и являются новыми концентраторами напряжений. В результате этого наблюдаем разрушение деталей при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности, часто даже ниже предела упругости, но число циклов, при которых детали разрушаются, имеет значительный порядок (тина миллионов и десятка миллионов) [21]. Разрушение упругопластических материалов при малом числе циклов происходит при значительных упругопластических деформациях, что характеризуется изменением ширины петли гистерезиса в материале и накоплением пластических деформаций (испытания с постоянной амплитудой напряжений). Этим двум характеристикам соатветсчвуют два типа разрушений — от усталости, связанное с накоплением Повреждений и сопровождающееся образованием трещин усталости, и квазистати-ческое, обусловленное накоплением пластических деформаций до уровня деформаций, соответствующих разрушениям при однократном статическом нагружении, [c.99]

Динамические диаграммы напряжение — деформация, полученные во время испытаний на усталость образцов из различных материалов без учета концентрации напряжений, изображены на рис. 5.2. На калгдой кривой точкой отмечено напряжение, соответствующее разрущению гладкого образца при 10 циклов. Там, где эти точки лежат за пределами линейного участка диаграммы, в образце будет воз никать циклическая пластическая деформация. В подобных случаях для образцов с концентраторами будет также возникать перераспределение напряжений, вызывающее повышение выносливости в условиях концентрации. Следует отметить, что это явление имеет место только у мягкой и аустенитной сталей. [c.119]

Коррозионные поражения типа концентраторов напряжений, например трещины, вызывают неравномерность напряженного и деформированного состояния металла и могут вызвать объемность напряженного состояния. Эти поражения локализируют пластическую деформацию в небольшом объеме металла, причем эта локализация тем выше, чем острее коррозионное поражение (например, коррозионная трещина) и чем меньше плотность этих поражений на единицу поверхности металла. Последнее объясняется тем, что всякое коррозионное поражение типа трещины, повышая напряжение вблизи вершины трещины, одновременно снижает напряжение в соседних участках. Таким образом, соседние коррозионные трещины уменьшают концентрацию напряжений друг у друга и этот Э( зфект тем сильнее, чем больше плотность трещин на единицу поверхности. [c.65]

В данной главе описаны различные методы расчетов распределения напряжений вокруг острых концентраторов напряжений или трещин. Все аналитические решения включают использование в той или иной форме комплексных переменных. Функции напряжений Вестергаарда обычно позволяют получить основные параметры полей напряжений у вершины трещины, но в более сложных случаях, относящихся к реальным образцам, необходимо использовать функцию напряжений в виде полинома или конформные отображения. Для моделирования трещин могут быть использованы и ряды дислокаций. Метод конечных элементов применяется все шире, вытесняя постепенно метод уравнений в конечных разностях, тем самым широко привлекая вычислительную технику для решения большого числа совместных линейных уравнений, представленных матрицей жесткости. Для моделирования упруго-пластической деформации по типу I при плоском [c.88]

К началу цикла нагружения материал в области предразрушения перед фронтом треш,ины находится в предельном структурном состоянии, которое создается предшествуюш,ей многократной интенсивной пластической деформацией. Такому состоянию соответствует идеальная (свободная от решеточных дислокаций) двухуровневая слоистая субмикрокристаллическая структура, слои которой, состояш,ие из равноосных бездефектных фрагментов, разделяются протяженными ножевыми границами (большеугловыми границами разориентации деформационного происхождения), расположенными вдоль оси х максимальной главной деформации у вершины треш,ины параллельно ее фронту. Ножевые границы являются внутренними концентраторами напряжений, причем максимумы напряжений располагаются вблизи от ножевых границ в теле фрагментов (такое распределение деформаций вблизи границ зерен деформационного происхождения установлено в [30]). Этот предварительно напряженный материал подвергается в цикле нагружения прираш,ению напряжений вплоть до появления очага хрупкого разрушения. В качестве математической модели такого материала (в интервале времени от начала цикла нагружения до зарождения первичного разрушения) рассмотрим однородную и изотропную по упругим свойствам среду со стационарными полями внутренних напряжений вдоль ножевых границ. [c.51]

Отношение K /a j зависит от радиуса кривизны надреза, т.е. от градиента напрпженип у основания надреза. Усталостное разрушение надрезанного образца произойдет только в том случае, если напряжениями, превосходящими предел выносливости металла (при однородном распределении) а 4, будет нагружен определенный объем металла у надреза. С увеличением уровня напряжений и возникновением в концентраторе значительных циклических пластических деформаций Кд уменьшается. [c.190]

Низкую твердость ПМ учитывают при формулировании требований к металлическим крепежным элементам и сборочным инструментам (отсутствие заусенцев и острых кромок) и/или к защитным слоям из ткани, бумаги, липких лент на поверхности ПМ, а также к чистоте поверхностей и соблюдению мер предосторожности во время сборки, чтобы не вызвать появления на поверхности ПМ царапин и вмятин, служащих концентраторами напряжений. Последнее требование обусловлено большой чувствительностью жесткоцепных полимеров и ПМ на их основе, в том числе и ПКМ, к концентраторам напряжений из-за отсутствия у них при нормальной температуре пластических деформаций, способствующих залечиванию дефектов при нагружении (рассасыванию напряжений в вершине растущей трещины). [c.37]

Во время первой стадии основная роль принадлежит касательным напряжениям и пластической деформации, которую они вызывают. Решающее значение имеет неоднородное протекание процесса пластической деформации. Определенные формы деформационных неоднородностей, в том числе незавершенный сдвиг по плоскостям скольжения, приводят к появлению больших локальных напряжений. Под действием таких напряжений могут возникать зародышевые микротрещины. Пусть к кристаллу приложено касательное напряжение т, под действием которого произощ-ел незавершенный сдвиг и возник участок локализации сдвига длиной 5. Такой участок является концентратором напряжений. Зародышевая трещина может образоваться, если высвобождаемой упругой энергии будет достаточно, чтобы образовать новую поверхность — поверхность стенок трещины. Поэтому снижение свободной поверхностной энергии у облегчает процесс зарождения трещин. Длина возникающей трещины [c.240]

До сих пор, анализируя природу резкой текучести, мы рассматривали только дислокационные процессы внутри кристаллитов, никак не учитывая влияния границ зерен в поликристаллах и такую важную особенность деформации на площадке текучести, как распространение полос Чернова—Людерса. Эти полосы. появляются в результате выхода на поверхность областей, внутри которых с высокой скоростью идет локализованная пластическая деформация. Ширина их обычно превышает несколько диаметров зерен и увеличивается по мере деформации. Первая полоса при отсутствии сильных концентраторов напряжений на поверхности или внутри образца возникает у одной из головок образца (рис. 73). Диаметр образца в месте образования полосы уменьшается на 0,1—0,2 мм, так что 01бразующая-ся ступенька играет теперь роль концентратора напряжений и в результате следующая полоса идет от исходной и т. д. В некоторых материалах деформация на площадке текучести идет путем распространения одной полосы Чернова—Людерса, охватывающей все сечение образца. Полосы Чернова—Людерса имеют матовый оттенок и хорошо видны невооруженным глазом на блестящей поверхности образца. [c.149]

Усталостные трещины часто возникают на поверхности у различных концентраторов напряжений. Поэтому большое внимание уделяют качеству поверхности образцов при испытаниях. Выше уже отмечалось, что полировка поверхности, особенно электролитическая, приводит к существенному повышению предела выносливости. Этот эффект наглядно проявляется также, если производить подполировку в процессе испытания, удаляя возникающие из-за пластической деформации поверхностные неровности. [c.298]

Однако так как рассматриваемая область окружена материалом, оказывающим сопротивление возникновению текучести, то в ней не смогут развиться пластические деформации названной величины. Допустим, что удлинение, отвечающее пределу текучести, составляет 4%. Тогда малый элемент материала должен будет сузиться в поперечных направлениях на 2%. Но в окружающем материале предел текучести не будет достигнут, так что в нем получатся только упругие деформации. Предположим, что предел текучести равен 2100 кг/см , а модуль упругости Е=2 100 ООО кг/см , тогда упругие деформации в осевом направлении равны 0,001, а в поперечных направлениях 0,0003 (считая коэффициент Пуассона равным V—0,3). Таким образом, в материале, окружающем небольшую пластическую область, боковые упругие деформации составляют только три двухсотые части, или 1,5% соответствующих пластических деформаций, возникающих в упомянутой области при условии ее свободного деформирования. Поэтому, помимо малых пластических деформаций, в этой области должны иметь место упругие деформации ). То же может получиться и во многих других более слабых областях. При этом может оказаться, что среднее напряжение превысит значения местного предела текучести тогда дальнейшее увеличение нагрузки постепенно приведет напряжения в образце в состояние неустойчивого равновесия (предполагается, что отсутствуют резкие концентраторы напря-. жения — такие, как резкие выкружки у концов цилиндрической части образца, небольшие отверстия или надрезы). При некоторой более высокой нагрузке становится возможным образование нового типа пластических деформаций, когда последние развиваются без поперечного сужения, а именно образование пластических деформаций простого сдвига в тонком слое образца, наклоненном под углом 45° по отношению к направлению растяжения. В п. 13 гл. XV было показано, что при простом сдвиге пластические деформации в стали возникают при напряжении сдвига т = ао/]/3=0,577ац, где Ор есть нижний предел текучести стали при одноосном растяжении. В случае плоского напряженного состояния простого сдвига X в тонком слое AB D материала (фиг. 273), наклоненном [c.347]

Прежде всего обращает внима-HTie весьма неравномерное распределение деформации в целом по образцу и в отдельных зернах, поскольку все составляющие процесса ползучести развиваются не в условиях среднего приложенного напряжения, как это часто принимают, а в иоле образующихся разного рода концентраторов напряжений, непрерывное возникновение и релаксация которых лежат в основе пластической деформации. Наиболее эффекттгвнымп концентраторами напряжений являются гарницы и особенно стыки зерен, от которых и развиваются основные процессы, приводящие к ползучести материала. Иа границах зерен наблюдаются многочисленные разрывы линий координатной сетки, свидетельствующие о сильно выраженном проскальзывании смежных зерен по их границе. Значительный изгиб линии сетки у границ зерен свидетельствует о повороте зерен как целого. Внутризеренное скольжение протекает весьма неравномерно, чаще по одной системе плоскостей. Наблюдаются большие эффекты изменения кривизны первоначально плоской поверхности зерен. [c.109]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...