Трещина под действием растягивающих напряжений

ТРЕЩИНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАСТЯГИВАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ [c.56]

При наличии только тепловых протонов и нейтронов их влияние можно полностью описать в рамках механики хрупкого разрушения при помощи экспериментально замеряемой зависимости вязкости разрушения от концентрации протонов и нейтронов. Кроме того, нужно учесть докритический рост начальных трещин под действием растягивающих напряжений и локальной концентрации этих частиц в конце трещины. Механизм этого яв- [c.512]

Такой характер трещинообразования при трении, на первый взгляд, существенно отличается от разрушения при растяжении, при котором стадия коррелированного взаимодействия трещин под действием растягивающих напряжений наступает незадолго до разрыва и занимает от 1 до 10 % времени жизни образца [10]. Однако при рассмотрении изнашивания следует учитывать все этапы формирования поверхностного слоя. [c.71]

Рассмотрим двумерный слоистый композит, состоящий из параллельно уложенных армирующих листов и растяжимой матрицы, под действием растягивающегося напряжения в плоскости. Поскольку по своей природе разрушение армирующих элементов контролируется в основном величиной напряжения, то мы предположим, что процесс разрушения композита будет состоять из последовательности разрушений элементов, как показано на рис. 4. Ясно, что, как только появится трещина, возникнет концентрация деформаций в точках А ж А. Если матрица является упругой с низким модулем или пластичной с заданным пределом текучести, то в двух элементах непосредственно перед кончиком трещины возникнет концентрация напряжений и наиболее вероятно, что разрушение этих элементов произойдет в точках Я и Я, а не в каком-либо другом месте. Элементы, соседние к этим двум, также находятся в условиях перенапряжения, но в меньшей степени. Нас [c.181]

Возникающие в наплавленном металле в процессе кристаллизации и усадки при высоких температурах под действием растягивающих напряжений трещины называют горячими . Склонность аустенитных сталей к горячим трещинам /i .r.T может быть оценена выражением [c.465]

Как видно из рис. 38, влияние асимметрии цикла на его предельную амплитуду для испытания на воздухе независимо от уровня среднего напряжения оста-ется постоянным, а в воде зависит от уровня среднего напряжения, причем с его увеличением (до 16 кгс/мм ) увеличивается. Это, по-видимому, объясняется тем, что при испытании на воздухе образцы работают с трещиной 10—30% времени от общей долговечности, а в коррозионной среде — до 90%. Развитие усталостных трещин под действием растягивающего среднего напряжения ускоряется. Поэтому пред- [c.71]

Так, при сварке сплавов с широким интервалом кристаллизации возможно образование горячих трещин в процессе затвердевания сварочной ванны под действием растягивающих напряжений. Стойкость металла сварного соединения против возникновения горячих трещин является наиболее важным показателем свариваемости. [c.41]

При проведении исследований наряду с тензометрированием используют и другие экспериментальные методы. Применяют метод хрупких тензочувствительных покрытий. Он весьма прост и эффективен и позволяет оперативно отыскать наиболее опасные зопы исследуемой конструкции и оценить напряжения. При хорошей адгезии между поверхностью детали и тонким покрытием в последнем возникают те же деформации, что и в детали. Обладая малой пластичностью, покрытие в процессе нагружения детали разрушается под действием растягивающих напряжений, и трещины распространяются от более напряженных к менее напряженным точкам. Таким образом визуально устанавливаются зоны наибольших напряжений и их главные направления. Погрешность определения мак- [c.170]

Скворечник. Дефект в виде выходящей на поверхность полости со сглаженными и окисленными стенками, образовавшейся при ковке или прокатке в результате раскрытия внутренней трещины, которая возникла под действием растягивающих напряжений при нагреве холодного металла [c.100]

Общее упрочнение зерна способствует локализации деформации вдоль полосы скольжения, а необратимость пластического течения на поверхности усугубляется окружающей средой (например, воздушной), из которой молекулы газов могут адсорбироваться на свежих ступеньках полос скольжения, затрудняя еще больше обратимость деформации в этих местах. Зародыш трещины распространяется по механизму интрузии вдоль действующей полосы скольжения, наклоненной примерно под 45° к направлению максимальных главных напряжений. Это стадия I разрушения, на которой трещина растет до тех пор, пока не достигает длины, при которой определяющим распространение трещины становится поле напряжений у ее вершины. Затем начинается стадия II разрушения, на которой трещина растет по нормали к максимальному главному напряжению до тех пор, пока длина ее не становится достаточно большой после этого образец быстро разрушается под действием растягивающих напряжений . Излом на стадии II роста трещины состоит из серии последовательных мелких бороздок. [c.220]

В дальнейшем рассмотрим процесс замедленного или многоциклового усталостного разрушения образца под действием растягивающих напряжений с номинальным значением s. Это значение считаем одинаковым во всем объеме образца. Концентрацию напряжений на фронте макроскопической трещины учитываем отдельно, а размер трещины для упрощения считаем малым по сравнению с поперечным размером образца. Свойства материала в объеме образца также считаем одинаковыми, полагая, что все структурные элементы принадлежат одной генеральной совокупности. Под макроскопической трещиной понимаем агрегат из конечного числа соседних разрушенных элементов. Вопрос о том, начиная с какого числа агрегат можно рассматривать как зародыш макроскопической трещины, нельзя решить однозначно. Если под действием заданных нагрузок число разрушенных элементов продолжает увеличиваться, агрегат разрушенных структурных элементов можно рассматривать как зародыш трещины. Наблюдения за зарождением усталостных трещин в поликристаллах показывают, что уже при = 4. .. 6 трещины начинают расти. Если структурные элементы в поперечном сечении образца имеют гексагональную упаковку, то естественным значением является = 7. [c.136]

Во-вторых, образование трещины может быть следствием адсорбции атомарного водорода на поверхности, сопровождающейся его диффузией в объем материала насыщение стали водородом приводит к потере пластичности и хрупкому разрушению под действием растягивающих напряжений. В этом случае коррозионное растрескивание связывают с явлением водородной хрупкости. Адсорбция водорода может происходить при катодной поляризации. [c.18]

Процессы коррозии, развивающиеся под действием растягивающих напряжений, сильно локализованы и распространяются преимущественно в местах их концентрации. Коррозия под напряжением иногда развивается по границам зерен, но чаще носит транскристаллитный или смешанный характер. Начало образования трещин при коррозии под напряжением связывают с образованием питтингов, которые служат концентраторами напряжений. У основания питтинга значения напряжений при повышенной растягивающей нагрузке могут превосходить пределы текучести и прочности металла. [c.52]

Защитное антикоррозионное действие покрытий многообразно. Прежде всего они призваны защищать детали от окисления с поверхности. При окислении стальных деталей вес их увеличивается, так как продукты окисления (окислы железа) нелетучи. Процесс окисления с той или иной скоростью идет в глубь деталей, и они разрушаются. Однако потеря прочности происходит не только и не столько под влиянием поверхностной коррозии, сколько под действием межкристаллитной коррозии [403]. Межкристаллитная коррозия приводит к появлению трещин в толще металла, проходящих в основном между кристаллитами. Коррозионное растрескивание особенно интенсивно развивается в деталях, находящихся под действием напряжений, так как коррозия напряженного металла протекает значительно быстрее, чем коррозия в отсутствии нагрузки. Под действием растягивающих напряжений возможно также появление пустот между кристаллитами. [c.317]

Рис. 94. Распределение напряжений в вер-шине трещины в бесконечной пластине под действием растягивающих напряжений

Увеличение размеров трещины приводит к освобождению энергии упругой деформации, так как в материале по обе стороны трещины снимаются упругие напряжения, и одновременно к возрастанию поверхностной энергии в связи с увеличением поверхности трещины. Трещина будет распространяться под действием растягивающих напряжений лишь в том случае, если увеличение ее размеров приводит к уменьшению энергии системы. [c.243]

Образование трещин на поверхности материала под действием струи и дальнейшее развитие этих трещин и трещин, имеющихся в материале до приложения нагрузки, приводит к отделению мельчайших частиц от общей массы материала. Происходит это под действием растягивающих напряжений, чем и обусловлена наибольшая теснота связи между обрабатываемостью пластмасс, выраженной через силу резания Р , и пределом прочности материала на растяжение. [c.58]

Если в пластине, находящейся под действием растягивающих напряжений а, развивается перпендикулярная оси растяжения трещина длиной упругая энергия пластины уменьшается и одновременно затрачивается работа на создание двух свободных поверхностей-стенок трещины. Результирующее изменение энергии пластины зависит от соотношения вкладов этих двух составляющих разного знака. Многие детали могут длительно работать при наличии трещин, но не более определенного размера. Критическая длина опасных трещин определяет границу резкого снижения прочности и хрупкого разрушения детали. Начиная с некоторой критической длины 4р, при раскрытии трещины уменьшение запасенной упругой энергии перекрывает увеличение поверхностной энергии. Это означает, что при превышении критической длины развитие трещины идет за счет запасенной энергии упругой деформации, не требуя увеличения растягивающей нагрузки. Критическая длина трещины зависит от вязкости разрушения (трещиностойкости) стали, уровня остаточных напряжений, конструкции детали, температуры ее эксплуатации, скоростей приложения нагрузок. [c.158]

Рис. 16. Схема усталостного разрушения враш.ающегося вала, работаюш,его на изгиб (рациональное расположение волокон — вдоль ОСИ вала) а — растягивающие и тангенциальные напряжения в опасном сечении б — волнообразное развитие усталостной трещины под действием растягивающих и тангенциальных напряжений

Аустенитные швы свариваются труднее малоуглеродистых, так как в них чаще образуются кристаллизационные трещины. Повышенной склонностью к образованию кристаллизационных трещин обладают некоторые цветные сплавы, например, медные. Кристаллизационные трещины в швах опасны в эксплуатации. Они часто образуются в корне щвов и выявляются лишь в эксплуатации, раскрываясь под действием растягивающих напряжений [c.290]

Холодные трещины — наиболее распространенный, дефект. Одной из причин большой склонности соединений серого чугуна к образованию холодных трещин является наличие графита в металлической матрице. Графит играет роль надреза. Под действием растягивающих напряжений у вершин графитных пластинчатых включений созидается перенапряжение, которое и может вызвать разрушение. У серого чугуна практически отсутствует запас пластичности, поэтому разрушение происходит хрупко, путем отрыва и в основном по графитовым включениям. Присутствие в чугуне цементита, ледебурита и мартенсита повышает хрупкость и способствует образованию трещин. [c.322]

Итак, выполнение отверстий в элементах конструкций, как наиболее простой технологический прием, может быть эффективно при использовании способов задержки распространения усталостных трещин. Установка втулок в отверстия и использование стяжных элементов позволяет существенно усилить эффект уменьшения концентрации напряжений в вершине усталостной трещины за счет ее притупления. Расположение стяжных элементов иод углом 45" к плоскости трещины создает предпосылку для возникновения взаимного перемещения берегов трещины в продольном направлении под действием растягивающей эксплуатационной нагрузки. Это приводит к контактному взаимодействию берегов уже сформированной трещины, к снижению ее раскрытия под действием эксплуатационных нагрузок и, в конечном итоге, к уменьшению скорости последующего роста трещины. [c.455]

При численном исследовании возможных путей зарождения и развития разрушения в слоистом композите из N (- 50) параллельных элементов под действием растягивающего напряжения о Скоп и Аргон [32] нашли, что определяющим видом устойчивого развития разрушения является симметричное распространение разрушения от изолированного зародьипа путем последующего разрушения двух соседних элементов. Разрушение в конце концов становится неустойчивым, когда разрушенные близлежащие элементы образуют трещину критической для данного напряжения длины. В этот момент трещина быстро пройдет через деталь. [c.189]

Трещины (продольные н поперечные)—дефекты сварного соединения в виде разрыва в самом шве или околошов-ной зоне. Трещины в зависимости от температуры образования бывают горячие п холодные. Горячие трещины возникают в наплавленном металле в процессе кристаллизации и усадки при температуре 1100—1300°С под действием растягивающих напряжений. Холодные трещины возникают в легированных с.галях при температурах 100—300 С, а в углеродистых С1алях—при температурах менее 100 С. [c.249]

Коррозионное растрескивание проявляется при наличии в металлоизделии внутренних или внешних растя-гиваюш,их напряжений. Под действием растягивающих напряжений происходит раскрытие трещины и ускоренное разрушение материала по плоскостям, обогащенным цинком. [c.388]

При выборе скорости охлаждения необходимо учитывать влияние скорости охлаждения на свойства конструкционного материала, на образование тепловых дефо рмацнй и изменение размеров и формы паяных деталей, на возможность образования трещин под действием растягивающих термических, напряжений при охлаждении изделия ниже температуры затвердеваИня паяного шва. [c.238]

Хромирование. Хромирование широко используется для восстановления изношенных деталей и придания им высокой износостойкости. Хромированный слой обычно находится под действием растягивающего напряжения (до 42 кГ1мм ) и характеризуется мозаичными трещинами оба эти свойства уменьшают усталостную прочность. Лав [1122], Гэд [762], а также Уильямс и Хэммонд [347] собрали опубликованные данные об [c.386]

Если Ра — РЬ>Ркр2. может начаться разрушение трубы под действием растягивающих напряжений а о., которые достигают максимальной величины на наружной поверхности трубы. Поэтому разрушение трубы начинается с ее наружной поверхности, на которой появляются трещины, направленные по образующим. [c.229]

В зависимости от температуры, при которой происходит их возникновение, различают горячие и холодные трещины. Горячие трещины представляют собой разрушения кристаллизующегося металла, происходящие по жидким прослойкам под действием растягивающих напряжений (рис. 15). Эти напряжения появляются вследст-впе несвободной усадки металла шва и примыкающих к нему неравномерно нагретых участков основного металла. [c.15]

Материал основы обычно является эластичным и растягивающее напряжение в нем релаксируется, не вызывая его разрушения. Следовательно, в соответствии с уравнением (11,23) > e.j, поэтому с учетом соотношения (11,22) >0.2. Отсюда при многократном изгибе под действием растягивающего напряжения пе1>вона-чально образуются трещины на наружной поверхности пленки. Растрескивание происходит в результате изменений относительного удлинения 8 , которое является следствием периодических изгибов пленки. Возникнув на наружной поверхности пленки, трещины затем могут образоваться по всей толщине покрытия. Под действием контртела 3 (см. рис. 11,9), представляющего собой резиновый ролик, может произойти частичное или полное удаление покрытия с основы, т. е. произойдет нарушение адгезионного взаимодействия. Нача (0 растрескивания и удаления пленки с основы определяли фотометрированием. Измеряли число циклов изгиба, соответствующее когезионному и адгезионному разрушению [57]. [c.81]

Наиболее опасными дефектами в сварном соединении являются трещины (рис. 89). Появлению трещин в металле шва могут способствовать поры и неметаллические включения. Процесс разрушения начинается с образования зародышевой трещины, поэтому наличие в металле трещин является фактором, предрасполагающим к разрущению. Разрушение любого металла состоит из нескольких этапов — зарождение трещины, ее устойчивый рост и достижение критической длины, нестабильное развитие трещины. Существуют трещины двух типов — горячие и холодные. Стенки горячих трещин обычно сильно окислены, а у холодных — блестящие, чистые. Горячие трещины имеют межкристаллит-ное строение, в то время как холодные трещины, в основном, проходят через тело кристаллов. Горячие трещины обычно расположены в металле шва и могут образоваться в процессе кристаллизации металла под действием растягивающих напряжений, возникающих в процессе охлаждения сварного соединения. Холодные трещины чаще всего возникают в околошовной зоне, и реже в металле шва. В основном они образуются при сварке изделий из средне- и высоколегированных сталей перлитного и мартенситного классов. Но они могут появиться и в сварных соединениях из низколегированных сталей иерлитно-ферритного класса и высоколегированных сталей аустенитного класса. [c.237]

Прн /энергии системы. Если />/с, то рост трещины происходит беспрепятственно, так как сопровождается уменьшением энергии кристалла. Таким образом, 2/с — это наименьшая длина трещины, способной к самопроизвольному росту при действии растягивающих напряжений а. Трещину таких размеров называют гриффитсовой. [c.244]

Считают, что такой вид разрушения начинается в области шейки с образования мелких пустот-пор, вытянутых в продольном направлении. Под действием растягивающих напряжений матц)иал перемычек между порами разрушается, поры сливаются, в результате чего появляется центральная трещина в направлении, перпендикулярном оси растяжения. Образование трещины вблизи центра сечения, как показывают эксперименты, объясняется тем, что в этой области вследствие возникающего неоднородного и объемного снизу напряженного состояния, при котором нормальное напряжение достигает на оси образца максимального значения, материал обладает пониженной способностью к пластической деформации. Это в значительной мере способствует началу разрушения образца, которое на данной стадии имеет хрупкий характер. Однако в остальной части вблизи поверхности материал продолжает растягиваться пластически. [c.75]

Анализ разрушений газопроводов, происшедших в последние годы, показывает, что значительная часть повреждений труб происходит вследствие растрескивания стали под действием растягивающих напряжений в результате проникновения водорода в стенку трубы. Наиболее подвержены таким повреждениям трубопроводы с пленочной гидроизоляцией после 15 лет эксплуатации. Растрескивание трубопроводов в этих случаях происходит по нижней образующей вдоль оси трубы на 4 8 ч. Если в этой зоне оказывается продольный сварной шов, то трещина образуется на 100 200 мм ниже его в зоне технологического догиба свариваемых кромок. На нижней образующей такого трубопровода наблюдается отслоение пленочной гидроизоляции с образованием гофра, заполненного грунтовыми водами при сезонных колебаниях уровня грунтовых вод труба "играет" по высоте, пленочная гидроизоляция вытягивается и сползает вниз, образуя под трубой гофр, заполненный водой. Катодная защита газопроводов приводит к электролизу воды, проникшей в гофр с выделением большого количества газообразного водорода, резко усиливающего отслоение гидроизоляции и увеличивающего смоченную поверхность трубы (рис.1). Высокие (до 350 К) температуры перекачиваемой среды за компрессорными станциями ведут к отслоению пленочной гидроизоляции в результате испарения низкотемпературных летучих фракций резиноподобного клеющего состава. Через повреждения гидроизоляции в образовавшиеся полости попадает грунтовая вода. [c.165]

Рассмотрим вязкоупругое пространство, ослабленное плоской круговой дискообразной трещиной радиуса I, перед кромкой которой имеется тонкая зона предразрушения шириной d. Пространство подвержено действию растягивающих напряжений р, нормальных плоскости трещины. Заменяя концевую зону концевым разрезом, находящимся под действием равномерно распределенных самоуравновешенных напряжений Оо, приходим к бк-модели. [c.323]

Очевидно, что развитие трещины будет иметь неустойчивый характер и в том случае, когда берега трещины свободны от напряжений, а плоскостьиспытывает всестороннее растяжение под действием постоянного напряжения рд на бесконечности. Коэф-фициент интенсивности напряжений A i в этом случае также определяется формулой (2.21), а критическое значение po растягивающего напряжения рд — формулой (3.22). [c.552]

В полуцикле разгрузки образца материал в вершине усталостной трещины и за ней находится под действием остаточных растягивающих напряжений [151]. Перед вершиной трещины материал находится под действием сжимающих напряжений. В такой ситуации вполне естественно ожидать реализации дислокационной трещины перед вершиной трещины на некотором расстоянии от нее и разрыва соединяющей их перемычки, как это рассмотрено в работе [64]. Возникновение дислокационной трещины перед вершиной магистральной трещины (рис. 3.26) обусловлено тем, что наибольшее неренапряжение материала в цикле нагружения достигается именно на некотором расстоянии перед вершиной трещины на восходящей ветви нагрузки, где имеет место объемное напряженное состояние. Ориентировка полос скольжения для рассматриваемой ситуации соответствует возникновению дислокационной трещины в момент перехода от восходящей к нисходящей ветви нагрузки. В связи с этим последующее формирование свободной поверхности в результате разруи е-ния материала становится естественным в резулт.- [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...