Разрушение в условиях плоской деформации

При разрушении в условиях плоской деформации в соответствии с функцией плотности энергии деформации W значение в точке неравновесного [c.341]

Разрушение в условиях плоской деформации при быстром распространении трещины ограничивает возможную минимальную зону пластической деформации. Уменьшение пластической деформаций в приповерхностных Слоях за счет увеличения толщины образ- [c.333]

Kif. — коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины в момент перехода к самопроизвольному разрушению в условиях плоской деформации, [c.4]

Ki J)— критический коэффициент интенсивности напряжений (вязкость разрушения) в условиях плоской деформации, определенный методом /-интеграла [c.10]

Важным критерием хладостойкости является вязкость разрушения в условиях плоской деформации К с- Однако достаточно сложная методика оценки К с при низких температурах затрудняет возможность широко пользоваться этим показателем при выборе материала. [c.143]

Для того чтобы с помощью вязкости разрушения в условиях плоской деформации правильно предсказать разрушение образца или какого-либо элемента конструкции, необходимо, чтобы в окрестности вершины трещины выполнялись условия плоской деформации, т. е. толщина образца или детали должна быть достаточно большой. Эмпирически установлено, что для выполнения условий плоской деформации минимальная толщина В материала в окрестности вершины трещины должна удовлетворять требованию [c.70]

Важным критерием хладо-стойкости является вязкость разрушения в условиях плоской деформации Однако достаточно сложная методика оценки при низких темпе- [c.203]

В настоящее время при оценке сопротивления хрупкому разрушению в условиях плоской деформации материалов и конструктивных элементов с трещинами используется критическое значение коэффи- [c.21]

Расчетным уравнением для напряжения разрушения в условиях плоской деформации является выражение [c.75]

РАЗРУШЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ПЛОСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ [c.112]

Если предположить, что (Тзз релаксирует на расстоянии, равном радиусу пластической зоны, то соответствие между расчетным размером (1 мм) одной губы среза при уровне вязкости разрушения в условиях плоской деформации и критической толщиной образца 2 мм, при которой впервые наблюдается плоский излом, превосходное. Таким образом, методика скачка для определения вязкости разрушения в условиях плоской деформации представляется хорошо обоснованной. [c.118]

Прежде чем перейти к описанию стандартных методов определения вязкости разрушения в условиях плоской деформации, рассмотрим проблему разрушения в промежуточной области, так как правильное понимание вклада прямого и косого изломов позволяет [c.120]

В гл. V было показано, что путем применения стандартных методов испытаний можно получать представительные значения вязкости разрушения в условиях плоской деформации. Для получения достоверных результатов при испытаниях относительно вязких материалов необходимо иметь образцы настолько больших размеров, что они могут оказаться непредставительными для реальных конструкций. Кроме того, потребитель обычно требует проведения контроля качества металла каждой партии, чтобы иметь уверенность, что весь металл удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям. Очевидно, что массовые стандартные испытания на вязкость разрушения следует использовать только для высокопрочных хрупких материалов, так как из-за слишком больших размеров образцов расходуется неоправданно много металла. Поэтому естественно возник интерес к проведению испытаний с целью определения сопротивления материалов быстрому разрушению на образцах, не требующих много металла, которые легко можно испытать в лаборатории. Измеряемый параметр должен быть количественно связан с вязкостью разрушения материала, для того чтобы можно было воспользоваться всеми преимуществами анализа напряжений, проведенного в линейно-упругой механике разрушения. [c.142]

Картина изменения вязкости разрушения алюминиевых сплавов с температурой автором несколько упрощена. Дело в том, что с понижением температуры испытания у алюминиевых сплавов пластичность может повышаться, уменьшаться или оставаться без изменения, при этом предел текучести всегда повышается. Как правило, вязкость разрушения в условиях плоской деформации изменяется в функции температуры аналогично изменению пластичности. Более подробно этот вопрос рассматривается в книге В. Г. Кудряшова и В. И. Смолен-цева Вязкость разрушения алюминиевых сплавов . Прим. ред.) [c.217]

Если размер пластической области вблизи фронта трещины мал по сравнению с толщиной оболочки и, кроме того, условия локального разрушения в точках фронта трещины близки к условиям локальной плоской деформации, то критериальная комбинация в принципе может быть определена из решения сингулярной задачи для полубесконечного разреза в пластине и критерия локального разрушения в условиях плоской деформации. Поясним это на простейшем случае, когда фронт разреза прямолинеен и перпендикулярен к плоскости пластины. Сингулярная задача на основании принципа микроскопа ставится так требуется найти решение уравнений теории упругости в полосе z < /г/2 с разрезом вдоль у = О, л < О при всюду свободных от нагрузок границах (см. рис. П87). Поле на бесконечности задается суперпозицией формул (3.44), (3.45), (П.151). [c.590]

Gi — критическое значение G, соответствующее сопротивлению хрупкому разрушению в условиях плоской деформации h — толщина балки [c.63]

Кс — критическое значение Ki — критическое значение соответствующее разрушению в условиях плоской деформации [c.63]

Согласно этим концепциям важным параметром является коэффициент интенсивности напряжений, который связывает поле напряжений около вершины трещины с приложенной нагрузкой. Когда приложенная нагрузка достигает разрушающего значения, коэффициент К получает критическое значение Кс- В пределах упругости между приложенной нагрузкой и соответствующим ей значением К всегда существует линейная зависимость. Коэффициент К может быть трех основных типов, каждый из которых связан с определенным характером деформации или перемещений в окрестностях вершины трещины. Одно из перемещений носит характер нормального раскрытия трещины. Он свойствен разрушению в условиях плоской деформации и имеет индекс I, т. е. Къ Критическое значение, которое коэффициент К приобретает в момент разрушения, обозначается через К с. Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений обычно называют вязкостью разрушения материала. [c.109]

В работе [269] для титанового сплава Ti—5А1— 2,5Sn(ELI) с малым содержанием примесей внедрения на сварных пластинах толщиной 6,3 12,7 и 25,4 мм, полученных различными методами дуговой сварки в защитной атмосфере, изучена вязкость разрушения в условиях плоской деформации и прочностные свойства при растяжении при комнатной температуре, —196 и —253° С. Коэффициент интенсивности напряжений сварного соединения несколько выше, чем для основного металла, что авторы связывают со специфичной структурой а-фазы (зубчатость границ) в зоне сварного шва. Возможно, что и для сплава Ti—5А1—2,5Sn большая вязкость разрушения околошовной зоны по сравнению с основным металлом связана с пластинчатой структурой металла, примыкающего к шву, в то время как основной металл имеет равноосную структуру. [c.260]

На рис. 5.55 показано, как по мере увеличения толщины образца процент поверхности разрущения, имеющей наклонные площадки сдвига уменьщается н Кс становится равным Ки, когда такие площадки фактически отсутствуют (условие плоской деформации). При исследовании механизма коррозионного растрескивания и при оценке материала в процессе разработки сплавов желательно проводить испытания в условиях плоской деформации. При использовании образцов меньших размеров (для которых не выполняются условия плоской деформации) некоторые исследователи делают выемку на боковых поверхностях образца, чтобы ограничить образование наклонных площадок сдвига. Такой метод испытания целесообразно применять для вязких материалов с низким пределом текучести, так как размеры образца для разрушения в условиях плоской деформации могут оказаться столь велики, что необходимые разрушающие нагрузки превысят мощность обычно применяемых для этих целей испытательных машин. [c.309]

Когда напряжение и деформации на фронте трещины достигают критической величины, возникает нестабильность разрушения. Это критическое состояние при разрушении по типу I в условиях плоской деформации определяется значением Ki=K, . [c.293]

Левый луч, обозначенный Кю, характеризует нижнюю границу (т=1), а крайний правый Kj - верхнюю границу (т оо) реализации разрушения по механизму отрыва (тип I) в условиях плоской деформации. В диапазоне измене- [c.310]

Рис. 637 подобный вид. Для образцов различной --толщины соотнощение пластических областей впереди трещины различно. В связи с этим изменяется величина энергии, затрачиваемой на разрушение, а следовательно, существует зависимость от толщины образца характеристик трещино-стойкости — коэффициента интенсивности напряжений Кс (рис. 637) и интенсивности освобождающейся энергии G . Как видим, с увеличением толщины образца значение Кс (а следовательно, G ) уменьшается и стремится к своему предельному, асимптотическому значению Кс при объемном напряженном состоянии в условиях плоской деформации. [c.740]

Действительно, в соответствии с критерием Мизеса [1]в условиях плоской деформации напряжения в пластической зоне повышаются примерно в 3 раза. В то же время при плоском напряженном состоянии напряжения возрастают всего лишь в 1,15 раза. Из рис. 5.5 видно, почему при плоской деформации, когда реальный предел текучести в зоне процесса практически утраивается, разрушение происходит при значительно меньших значениях деформации, чем при плосконапряженном состоянии. Можно предположить, что если в условиях плоской деформации напряжения в зоне процесса в самом деле повышаются втрое, то тогда можно допустить, что в этом случае разрушение определяется только деформацией и можно попытаться определять вязкость разрушения только деформационным критерием. [c.200]

Рис. 34. Критическая интенсивность напряжений в вершине трещины, характеризующая переход к спонтанному разрушению, в условиях плоской деформации К 1д стали 50ХН, згкаленной и отпущенной при 400 °С, в зависимости от температуры испытания [41]

В общем случае (В. С. Иванова и Л. А. Маслов) в изломе выделяют три основные зоны />—зона чисто усталостного разрушения, характеризующаяся наличием усталостных полос (макро- и микрополос, наблюдаемых в электронном микроскопе) U — зона перехода или зона смешанного разрушения ( ямочное как результат локальных разрушений впереди трещины, хрупкие участки и усталостные полосы) и, наконец, /г — зона долома. Длина усталостного пятна l)=ia+ld. Исчезновение зоны I, свидетельствует о том, что с увеличением напряжения происходит смена напряженного состояния, реализуемого в локальном объеме впереди трещины. Хруп- кое разрушение в условиях плоской деформации сменяется на квазивяз-кое. Для оценки микрорельефа поверхности и профиля излома в институте металлургии им. А. А. Байкова разработано оригинальное телевизионно-аналоговое устройство. [c.45]

Вязкость разрушения. Разрушение наступает, когда поле напряжения у вершины трещины достигает критической величины, т. е. К становится равным Кс — вязкости разрушения материала. Подобно пределу текучести величина Кс является механическим свойством материала, которое зависит от температуры, скорости нагружения и структуры. Однако Кс также зависит и от степени развития пластической деформации у вершины трещины. Если область пластической деформации мала по сравнению с размерами образца и длиной трещины, Кс имеет минимальное значение и рассматиравается как константа Kj — вязкость разрушения в условиях плоской деформации. [c.14]

В качестве иллюстрации можно привести критическую толщину, необходимую для наступления полного разрушения, в условиях плоской деформации равную 15 мм, а также связанную с ней толщину губ среза (2 мм) сравним цифру 13/15 85% плоского излома с цифрой 70% фасеток скола, получаемой при полностью хрупком разрушении мягкой стали [8]. Коттрелл [5] объяснил последнюю цифру, использовав концепцию стесненного течения Орована (гл. II, раздел 12) между микротрещинами скола. Если 033 релаксирует на расстоянии, равном двойной толщине губ среза, то получается цифра И/15я 73% для доли сечения, занятой плоским изломом, лучше соответствующая результатам испытаний стальных образцов. [c.119]

Краффт, Салливан и Бойл изучали увеличение доли губ среза при росте трещины (см. рис. 61). Было обнаружено, что 5 зависит главным образом от абсолютного прироста трещины, поэтому возрастание нагрузки в процессе роста трещины частично обусловлено увеличением доли губ среза. К сожалению, не существует общей теории разрушений смешанного типа в промежуточной области (область В, рис. 54), поэтому / -кривые для данной геометрии образца следует определять экспериментально. Для получения достоверных значений вязкости разрушения в условиях плоской деформации необходимо разработать стандартные методы испытаний. [c.123]

С точки зрения критерия разрушения это эквивалентно положению о том, что радиус пластической зоны при разрушении в условиях плоской деформации должен быть менее 0,02а. Если радиус пластической зоны при плоском напряженном состоянии равен Гу, радиус пластической зоны при плоской деформации г у, то Гху = 1/Згу, так как предел текучести в условиях плоской деформации увеличивается благодаря стеснению до максимального значения Зсту (см. гл. II, раздел 12). Тогда [c.127]

Разработан ряд методов измерения воспроизводимых значений вязкости разрушения в условиях плоской деформации, Ки, пользуясь которыми следует обращать особое внимание на требования, предъявляемые к размерам образцов, и на анализ диаграмм нагрузка — смещение. Даже в наименьших образцах должно соблюдаться условие, при котором все размеры образцов превышали бы по крайней мере в 50 раз радиус плоскодеформированной пластической зоны при разрушении. Что касается длины трещины, то аналогичный критерий, выраженный через податливость образца, отражен в требовании, чтобы уменьшение наклона кривой нагрузка—смещение перед нестабильностью или скачком не превышало 5%. Рекомендуемая процедура определения Ки из диаграммы с возрастающей нагрузкой представляется малоприемлемой. [c.140]

Большой разброс значений К с объясняется заметной разницей в хрупкой прочности дисков. Однако суш,ественное влияние на величину К с оказывает изменение вязкости разрушения в условиях плоской деформации при температурах, близких к переходной температуре по Шарпи. Результаты испытания дисков то лисиной 430 мм показывают, что вид температурных кривых изменения Ki по суш,еству не зависит от толш,ины, если последняя больше 75 мм. Наибольшее смеш,ение этой температуры не превышает 30—35° С. [c.135]

Для вычисления К с на основании измерений разрушающего напряжения при ударных испытаниях используются образцы Шарпи с надрезами в виде усталостной трещины и боковыми канавками (Разон и Турнер, 1966 г.). Точные значения Кю могут быть получены только при температурах ниже NDT, т. е. ниже эксплуатационной температуры конструкций (рис. 17). Задача состоит в определении и использовании значений показателя вязкости разрушения в условиях плоской деформации, которые могут быть более жесткими, чем в действительности. Ввиду йеоб ходимости учета образца и динамического нагружения задержи вается непосредственное использование метода линейной меха ники разрушения, способствующего определению максимально допустимого размера дефекта в конструкциях. Однако, несмотря на трудности, ученые применяют этот метод для исследования, в частности, толстостенных стальных сосудов высокого давления ядерных реакторов (Ландерман и др., 1967 г.). [c.234]

Полученное выше соотношепнс для и С К =ЕО справедливо для плоского напряженного состояния. Прп разрушении в условиях плоской деформации имеем = = С(1—[а), где р, — коэффициент Пуассона. [c.247]

Для ответа на поставленные вопросы, а также с целью анализа применимости Г -интеграла к описанию субкритического роста трещины при монотонном нагружении нами были проведены следующие численные расчеты [130, 133]. Решалась с помощью МКЭ упругопластическая задача о развитии трещины в условиях плоской деформации. Размеры образца с центральной трещиной (рис. 4.24, в) и меха-нические свойства материала, соответствующие стали 15Х2МФА при 7 = 20°С, используемые при расчете 5 = 400 мм 2Я = 200 мм 21о=ЮО мм Е = 2Х Х10= МПа ц = 0,3 /ie=162 Н/мм. Диаграмма деформирования материала описывалась зависимостью ст, = 520 + + 596(sf) °МПа. Предполагалось, что элементарный акт продвижения трещины происходит прц выполнении критерия ло- кального разрушения у ее вершины, сфор- [c.256]

Макроуровень. Неустойчивость разрушения на этом уровне при отрыве в условиях плоской деформации контролируется максимальным размером зоны пластической деформации, являютцимся инвариантом к внешним условиям и зависящим только от предела текучести материала (стт) [23] [c.342]

Закрытие усталостных трещины может также совершаться вследствие шероховатости их поверхности при наличии деформации сдвига в вершине трещины, т.с. перемещения ее берегов по типу II. Этот механизм может также реализовыва т ься в условиях плоской деформации, когда т рещина раскрывается по гииу I и 11 (рис. 30). Наличие этого механизма закрытия трещины на ранних стадиях усталости приводит также к тому, что в областях разрушения, примыкающих к поверхности образца, типичные усталостные бороздки отсутствуют из-за износа при относительном нроскшшзывании поверхностей разрушения (рис 33,1, д). [c.55]

Экспериментально определенные значенпя Ка относятся к квазихрункому разрушению, и, следовательно, эти значения отражают зависимость от пластических свойств материала. Это нельзя упускать из виду при расчете детали с трещиной, и поэтому длину трещины (иногда полудлину) в аналитическом выражении для К следует увеличивать на Гу. Указанная поправка более важна при однократном статическом нагружении в условиях плоского напряженного состояния и менее важна при усталости, так как в последнем случае размер пластической зоны сравнительно невелик. Поправкой можно пренебречь и при объемном напряженном состоянии в условиях плоской деформации. [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...