Трещина при сдвиге

Процессы образования трещин при сдвиге и деформировании монослоя в поперечном направлении взаимосвязаны. Будем считать, что появление системы трещин, независимо от причины их появления, одновременно сказывается на поведении монослоя и при сдвиге и [c.53]

Процессы сдвига, связанные с 3jj, Зщ, если они не сопровождаются первым типом развития трещин, не представляют собой трещиноподобные деформации в обычной интерпретации. Твердые тела, например керамика, могут быть очень чувствительны к местному сдвигу. Однако у металлов локализация пластической зоны вблизи конца трещины при сдвиге, как правило, места не имеет, и основное внимание исследователей, работающих в области квазихрупкого разрушения, сосредоточенно, как отмечает Ирвин, на изучении разрушений открывающихся типов трещин. [c.389]

Сопоставляя поведение реальной трещины в конструкции с деформированием надреза, полученного с помощью предлагаемой модели, можно отметить следующее. Если на некоторых участках по длине трещины возникают нормальные растягивающие напряжения, то трещина в этих местах раскрывается, практически не сопротивляясь прикладываемым нагрузкам уровень, напряжений в прилегающих областях материала невелик. В предлагаемой модели это условие обеспечивается за счет назначения в соответствующих элементах трещины модуля упругости Е, вызывающего разгрузку элементов и значительное увеличение податливости на рассматриваемом участке, В том случае, когда на некотором участке реальной трещины действуют напряжения сжатия, приводящие к контактированию (схлопыванию) берегов трещины, тело с точки зрения передачи силового потока, нормального к трещине, работает как монолит, и модуль упругости в принятой модели для соответствующих элементов трещины назначается равным обычному модулю упругости материала конструкции. При соприкосновении берегов трещины возможны два варианта берега могут проскальзывать относительно друг друга и не проскальзывать. Второй вариант автоматически реализуется при условии Етр = Е. Для реализации первого варианта необходимо обеспечить отсутствие сопротивления полости трещины на сдвиг. Процедура необходимых для этого преобразований для более общего случая — динамического нагружения конструкций — будет изложена в разделе 4.3.1. [c.202]

Однако упрочнению при сдвигах сопутствует разупрочнение (разрыхление). Поэтому процесс сдвига обязательно сопровождается появлением зон, где атомные связи нарушаются, а новые не создаются. Проявляется это в том, что образовываются мельчайшие микротрещины, каждая из которых в определенных условиях (например, при соседстве нескольких зерен, ослабленных трещиной) может явиться очагом развития усталостной трещины, приводящей в конечном итоге к разрушению от усталости. [c.590]

Раскрытие трещины в твердом теле может быть осуществлено тремя различными путями (рис. 19.1.1). При нормальных напряжениях возникает трещина типа разрыв (тип I), когда берега трещины перемещаются перпендикулярно плоскости трещины. При плоском сдвиге образуется трещина типа сдвиг (тип II) перемещения берегов трещины происходят в плоскости и перпендикулярно ее фронтальной линии. Трещина типа срез (тип III) образуется при антиплоском сдвиге перемещения берегов трещины совпадают с плоскостью трещины и параллельны ее направляющей кромке. В общем случае трещину можно описать этими тремя ти- [c.320]

Однако упрочнению при сдвигах сопутствует разупрочнение (разрыхление). Поэтому процесс сдвига обязательно сопровождается появлением зон, где атомные связи нарушаются, а новые не создаются. Проявляется это в том, что образовываются мельчайшие микротрещины, каждая из которых в определенных условиях (например, при соседстве нескольких зерен, ослабленных трещиной) [c.654]

Теперь мы в состоянии решать более реальную задачу о напряженном состоянии при наличии трещины или щели, чем задача о трещине продольного сдвига, рассмотренная в 9.3, 9.4. [c.334]

Покажем па простейших примерах, каким образом из (51.8) можно определить закон дви нения трещины. Рассмотрим распространение полубесконечной трещины продольного сдвига в ноле равномерного сдвигающегося напряжения. При этом [87] [c.408]

Относительно слабое влияние коррозионной среды связано с присущим титановым сплавам продолжительным инкубационным периодом до появления трещины при многоцикловом нагружении. Длительность этого периода определяется временем, необходимым для возникновения на поверхности образца первых разрывов защитной оксидной пленки, происходящих вследствие локальных пластических сдвигов в приповерхностных областях. При малых амплитудах напряжений защитные пленки в основном сохраняются или успевают восстановиться. Этим и объясняется малая чувствительность титановых сплавов ко многим коррозионным средам при многоцикловом нагружении. [c.160]

Реальная траектория трещины рассмотрена с учетом роли поперечного сдвига в сочетании с нормальным раскрытием берегов трещины при формировании рельефа излома [130-138]. Обоснованием такого подхода является существование кристаллографической чувствительности материала к росту трещин и наблюдаемый по поверхности образца зигзагообразный профиль трещины в направлении ее роста (рис. 5.4). Однако указанная извилистая траектория трещины отражает кинетику формирования скосов от пластической деформации, а не процесс развития разрущения за счет поперечного сдвига, доминирующего в моделях роста трещин. [c.255]

D и S отражают шероховатость формируемой поверхности разрушения только в направлении роста трещины при условии сочетания механизмов поперечного сдвига и отрыва Рассматриваемый угол наклона траектории трещины к горизонтали (5.68) может меняться в широких пределах и не связан однозначно с направлением наиболее интенсивного скольжения в пределах зоны пластической деформации у вершины трещины. С возрастанием шероховатости рельефа величина эквивалентного КИН Kf, уменьшается, а следовательно, СРТ также падает. Этот факт был экспериментально подтвержден в анализе припорогового роста усталостных трещин [140, 141], хотя по-прежнему речь идет о траектории трещины на поверхности образца. [c.256]

Кинетические характеристики по СРТ трещины при вариации сдвига фаз между компонен- [c.332]

В представленном соотношении (6.44) СРТ выражена в нм/цикл, а коэффициенты интенсивности напряжения имеют размерность МПа м / . Оно может быть также легко преобразовано к виду, аналогично выражению (6.43). Это означает, что при существенном влиянии на рост трещины сдвиговой компоненты нагружения, тем более при сдвиге фаз, ее влияние может быть учтено в кинетике трещин через соответствующую безразмерную поправку в расчете КИН. [c.336]

Рассмотрим теперь задачу о распространении трещины при сдвиге. Заменяя в выражениях для / и g Л на гЛ, 5 на iB, найдем, что граничное условие для T12 на поверхности трещины выполняется автоматически условия 022 = 0, г е [—а, а] и О12 = То, Z[,2- -oo приведут к следующей системе [c.347]

Кир и Мюра (Mura) [1] на основе гипотезы Дагдейла, рассмотрели плоскость с трещиной при сдвиге и круглую трещину в пространстве, когда равномерное давление приложено к боковым поверхностям трещины. Использовалось условие пластичности Треска. [c.418]

Учет расширения (дилатансии) трещины при сдвиге по зависимости (5.1) позволяет оценить самоупрочнение трещины при возникновении в ней подвижек при расчете поведения трещиноватых скальных массивов под нагрузкой. Такая принципиально новая [c.78]

Выше было сказарю, что для описания закономерностей распространения усталостных трещин (РУТ) широко используются подходы линейной механики разрушения. В обпдем случае раскрытие трещины в твердом теле может быть осуществлено тремя путями (модами) при нормальных напряжениях возникает трещина типа "отрыв" (тип I) при плоском сдвиге образуется трещина типа И, или трещина типа "сдвиг" трещина типа "срез", или типа III, образуется при антиплоском сдвиге (рис. 30). [c.51]

В развитии трещины различают три простейших типа смещения ее берегов относительно друг дру1-а в соответствии с действием различных внешних нагрузок (рис. 628). При деформации растяжения (схема I) возникает. трещина отрыва, когда ее поверхности смещаются (расходятся) в направлениях, перпендикулярных к поверхности трещины при деформации поперечного сдвига (схема //) поверхности берегов трещины смещаются поперек ее передней кромки при нагрузке по схеме III образуются треи1ины продольного сдвига, при котором точки поверхности трепгины смещаются вдоль ее передней кромки. Очевидно, если на тело с трещиной действует произвольная нагрузка в области применимости закона Гука, на [c.728]

Расчет пластической зоны у вершины трещины при продольном сдвиге для полубесконеч-ного тепа [c.481]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

Зарождение трещины при совместном скручивании и растяжении определяется подобными механизмами для однократного и циклического приложения нагрузки в широком диапазоне сочетания доли сдвига и отрыва [38]. Различие однократной и циклической рагрузки многокомпонентного нагружения может рпределяться процессами ротационной деформации, которые реализуются в перемычках между первоначально возникающими трещинами (рис, 2,8). [c.92]

I — облегченное скольжение при пластической деформации и зарождение трещины путем сдвига или двойнико-вания [c.97]

Исследования ориентировок фасеток скола для хрупкого разрушения [60] и в случае процесса порообразования при вязком разрушении [61, 62] показали, что зарождение трещины происходит на некотором расстоянии перед вершиной трещины, равном двойному ее ]заскрытию, где достигается максимум интенсивности напряженного состояния [63]. В случае вязкого разрушения имеет место процесс порообразования, который завершается соединением пор с вершиной трещины путем сдвига или отрыва. [c.105]

Известно несколько механизмов, определяющих причины возникновения закрытия трещины или неполного ее смыкания при снятии нагрузки [27, 28]. Все они в той или иной мере указывают на возникновение смыкания берегов трещины из-за наличия остаточных сжимающих напряжений перед вершиной трещины, пластических сдвигов в вершине трещины и пр. (рис. 3.15). Применительно к металлам, в которых у поверхности образца или детали выявлен зигзагообразный характер распространения трещины, неполное смтлкапие ее берегов объясняют возникновением контакта по элементам рельефа формируемого развитого излома. Перемещение локальных участков поверх- [c.150]

В моделях толщиной 4,9 мм развитие сквозных трещин, как указано выше, происходит без изменения ориентации трещины при возрастании соотношения главных напряжений, но скорость роста трещины последовательно убывает. Аналогичным образом ведет себя и шаг усталостных бороздок. Одновременным изменением асимметрии цикла нагружения и соотношения главных напряжений можно добиться эквивалентности в закономерности роста усталостных трещин (рис. 6.23). Важно отметить, что развитие трещин в широком диапазоне изменения параметров цикла нагружения характеризуется макро- и мезотуннелировани-ем трещины, но при этом шаг усталостных бороздок соответствует СРТ. Мезотуннели почти параллельны поверхности крестообразной модели и вытянуты в направлении роста трещины. Разрушение перемычек между мезотуннелями происходит путем сдвига без признаков ротационных процессов в виде формирования сферических или иных частиц (см. главу 3). [c.321]

Применительно к сквозным трещинам решающее влияние на закономерности роста трещины при возрастании соотношения оказывает напряженное состояние в вершине трещины, что вызывает изменение размера зоны пластической деформации. Разрушение перемычек между мезотуннелями происходит путем сдвига одинаковым образом, как при двухосном растяжении, так и при двухосном растяжении-сжатии. Это происходит потому, что вторая компонента нагрузки (растяжения и сжатия), лежащая в плоскости трещины, ориентирована вдоль осей мезотуннелей. Поэтому влияние второй компоненты на рост сквозных трещин проявляется преимущественно через изменение размера зоны пластической деформации в вершинах мезотуннелей — с уменьшением размера зоны пластической деформации происходит монотонное уменьшение всех кинетических параметров СРТ, шага бороздок и скосов от пластической деформации. [c.323]

Все рассмотренные выше закономерности роста трещин при асимметричном двухосном нагружении имеют место в случае синфазного нагружения, когда обе компоненты нагружения во времени одновременно возрастают и убывают — максимумы и минимумы по обеим осям нагружения совпадают во времени. Однако результаты анализа данных по реализациям двухосного нагружения панелей элементов конструкций свидетельствуют, что в частных случаях может возникать несинфазное нагружение, когда максимум (или минимум) нагрузки по одной оси не соответствует максимуму (или минимуму) нагрузки по другой оси. Наблюдаемый сдвиг фаз может быть настолько существенным, что при достижении максимума нагрузки по одной оси но другой оси может иметь место минимум нагрузки (рис. 6.30). В этом сл гчае происходит сдвиг фаз для нагрузок по двум осям на угол ПЗх = 90°. Существование смешанного нагружения с попеременным доминированием раз- [c.330]

Несинфазное нагружение крестообразных образцов из алюминиевого сплава Д16Т было реализовано при уровне первого главного напряжения = 130 МПа при асимметрии цикла R = 0,3 и соотношении главных напряжений 0,3 и 0,5 [92]. Исследованы углы смещения компонент двухосного нагружения (п/6), (п/3), (п/2), п, (Зп/2), (11л/6) в сопоставлении с синфазным нагружением 0° (360°). Выбор асимметрии цикла обусловлен необходимостью вывода ответных берегов усталостной трещины из возможного контакта при создании дополнительного продольного перемещения берегов трещины в условиях несинфазного нагружения. Значения углов сдвига фаз выбраны таким образом, чтобы охватить весь диапазон возможных смещений берегов усталостной трещины при двухосном нагружении плоских элементов авиационных конструкций. В рассматриваемом случае зона пластической деформации в вершине трещины наиболее полно может менять свою форму. [c.331]

Рис. 6.31. Зависимости (а) относительной долговечности и (б) Nfi/Nfo относительного периода роста усталостной трещины Npi/NpQ от угла сдвига фаз в образцах из сплава Д16Т при разных параметрах Я.<, в случае несинфазного нагружения. Значения JV o и Л ро отвечают долговечности и периоду роста трещины без сдвига фаз

Таким образом, с возрастанием соотношения главных напряжений в наиболее часто встречающемся на практике диапазоне = (-0,5)...(-1-0,5) применительно к плоским элементам крыла самолета влияние несинфазности на рост трещин возрастает при увеличении сдвига фаз до 180° (нагружение в нротивофазе). Период роста трещин при максимальном сдвиге фаз может уменьшаться более чем на 40 % но сравнению с синфазным нагружением. Поправочные функции на несинфаз-ность F (TSx) позволяют учесть ее роль в развитии разрушения с приемлемой для практики точ- [c.335]

Другой представляющей интерес формой разрушения однонаправленного слоя является разрушение при сдвиге в плоскости слоя (рис. 9). Как установлено в работе [10], при этом возможны две формы разрушения, отличающиеся характером и пределом прочности Согласно схеме, показанной на рис. 9, а, разрушение происходит в результате образования в связующем трещин, параллельных волокнам, а согласно схеме на рис. 9, б, разрушаются волокна. Диаграмма деформирования при сдвиге в плоскости слоя нелинейная. [c.72]

Рис. 14. Рост трещины при комбинированном растяжении (а) и сдвиге (6), подтверждающий постоянство значений коэффициента интенсивности напряжений и критического объема г . (Трещина ориентирована вдоль направления волокон в однонаправленном стеклопластике Скотч-плай 1002.)

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...