Методы определения вязкости разрушения

Энергетический критерий Гриффитса, связывающий прирост трещины с изменением энергии в удаленных от ее верщины областях, прослеживается во всех методах определения вязкости разрушения и, по существу, является основой современного подхода к оценке вязкости разрушения материалов. [c.188]

Глава открывается кратким обсуждением наиболее распространенных методов определения вязкости разрушения композитных материалов. Затем рассмотрено разрушение композитных материалов, упрочненных волокнами и частицами, а также слоистых композитов, причем особое внимание уделено волокнистым системам направленной кристаллизации. Наряду с экспериментальными данными для каждого класса материалов представлена сводка соответствующих теоретических результатов. В конце главы приводится обзор данных по разрушению композитов и обсуждается влияние поверхности раздела. [c.267]

Противоречия возникают и при попытках привлечь оригинальную теорию Гриффитса для объяснения прочности образцов из более пластичных материалов, содержащих трещины. Это актуальная задача теории разрушения, так как подобные материалы широко используются в инженерной практике, т. е. там, где разрушение недопустимо. Принцип Гриффитса, связывающий прирост трещины с изменением энергии в удаленных от ее вершины областях, прослеживается во всех методах определения вязкости разрушения, хотя способы оценки энергии разные. Один из подходов к этой задаче является экспериментальным, другой — теоретическим. [c.99]

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ [c.108]

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]

Рис. 8.8. Диаграмма нагружения образца при определении вязкости разрушения по методу /-интеграла.

Начальную величину ( fi )o выбирают произвольно, в зависимости от способа определения и последующих методов ее воспроизведения. Так, например, при использовании рентгеновского метода оценки вязкости разрушения по размеру зоны пластической деформации под поверхностью излома начальную величину (К[с)о рассматривают для толщины листа, при которой реализуется плоское напряженное состояние материала. Размер зоны в этом слз чае определяют по соотношению (2.3). С возрастанием толщины листа глубина (высота) зоны уменьшается в 15 раз, что соответствует почти 4-кратному изменению вязкости разрушения [101]. [c.118]

При определении вязкости разрушения в условиях плоского напряженного состояния величина смещения переводится в длину трещины по тарировочному графику. Такой метод не имеет существенных ограничений при любых испытаниях, однако уступает по своей чувствительности методу измерения разности напряжений. [c.29]

Роль данного критерия как оценки эксплуатационной способности материала отмечена в рекомендациях СЭВ P 3642—78. Металлы. Методы испытаний. Определение вязкости разрушения Ki при статическом нагружении и P 4450—74 Металлы. Методы испытаний. Определение раскрытия трещины S при статическом изгибе . [c.16]

Таблица 1. Результаты определения вязкости разрушения методом /-интеграла

Существующие методы оценки вязкости разрушения связаны е определением параметра интенсивности напряжения — или параметра К— по данным статических испытаний образцов с предельно острым надрезом-трещиной, при распространении этой трещины в условиях плоской деформации. В этом слу- [c.81]

В последние годы предпринимаются успешные попытки создания нового универсального метода оценки вязкости разрушения стали как низкой, так и высокой прочности по величине так называемого /-интеграла, представляющего собой изменение потенциальной энергии в упруго-пластическом континууме в процессе распространения трещины. При этом предварительно строят диаграмму нагрузка — податливость, которую затем перестраивают для определения /-интеграла. Имеется ряд лабораторных методик оценки /-интеграла, которые отличаются значительной трудоемкостью, существенно превосходящей трудоемкость определения К-1С- Ввиду того, что пока отсутствует единый методический подход к измерению /-интеграла, приемлемый для инженерных расчетов, подробности различных вариантов имеющихся методик оценки /-интеграла здесь не приводятся. [c.240]

Определение вязкости разрушения методом акустической эмиссии [c.62]

В общем при безупречном изложении теоретических вопросов механики разрушения и физической картины полей напряжений и деформаций у надреза и трещин автор менее успешно изложил экспериментальные методы испытаний на вязкость разрушения. После прочтения гл. V складывается впечатление, что не существует объективных критериев оценки достоверности полученных значений Ki - Однако в отечественной практике этот вопрос решен, методические разработки по определению вязкости разрушения доведены до логического конца — имеется возможность определить новый критерий Ki и оценить его достоверность (например, по методу, описанному в работе [91). [c.6]

Для измерения КРТ в образцах с острыми трещинами датчик — лопатка оказался непригодным, поэтому были сделаны попытки использовать аппаратуру, аналогичную той, которая применяется для определения вязкости разрушения в линейно-упругой области. Эти попытки были успешными и увенчались разработкой метода измерения КРТ с помощью двухконсольного датчика (См. рис. 69), прикрепляемого к образцу. После соответствующей экспериментальной и теоретической тарировки значения КРТ могут быть непосредственно вычислены по показаниям датчика [10, И]. В процессе экспериментальной тарировки образец разгружают при некотором значении расстояния между ножами (Уд), затем его разрезают, и на металлографическом микроскопе замеряют величину б. Таким образом испытывают серию образцов и строят тарировочную кривую зависимости б от Уд. Пример такой кривой для образца, испытываемого на изгиб, показан на рис. 82, а [12]. Для малых смещений значения я велики, но по мере увеличения ид л- 2 (т. е. Уд = 26). Эта величина является нижним уровнем [c.147]

Испытание на изгиб — один из основных и широко распространенных видов испытания материалов [2] — рекомендуется для определения механических СВОЙСТВ хрупких и малопластичных при растяжении металлов (чугунов, инструментальных сталей, литых сталей и сплавов), чувствительных к перекосу и требующих специальных мер его предотвращения при испытании на растяжение. Этот метод применяется для оценки склонности к хрупкому разруше- ию высокопрочных сталей (метод приборного изгиба ), а также при определении вязкости разрушения и чувствительности к острым трещинам. Им широко пользуются в практике коррозионных испытаний и при приемочном контроле материалов как технологической пробой для оценки пластичности и штампуемости материала, качества сварки и т. п. [c.37]

Для оценки способности к торможению разрушения материала, предназначенного для массивных деталей большого сечения, желательно определение вязкости разрушения при плоской деформации (в условиях объемного напряженного состояния) — Ки, однако при применении данного метода необходимо помнить, что это испытание будет правильным лишь тогда, когда будет действительно достигнуто разрушение путем отрыва. [c.7]

В заключении вводного пункта сформулируем некоторые приложения задач, решаемых методами механики контактного разрушения определение вязкости разрушения поверхностных слоев материала оценка уровня остаточных поверхностных напряжений определение параметров функций распределения поверхностных дефектов описание развития поверхностных и подповерхностных трещин, в том числе с изменением их траекторий описание взаимодействия системы трещин определение критериев выкрашивания фрагментов поверхностного слоя и оценка объема таких фрагментов построение на этой основе моделей изнашивания (многообразие реализуемых при этом условий нагружения многократно усложняет задачу). [c.627]

Анализ ударной вязкости как характеристики материала при динамическом нагружении и методы определения вязкости детально рассмотрены в монографиях Г. А. Погодина-Алексеева (1, 2]. Методы определения ударной вязкости стандартизованы [3]. Склонность к хрупкому разрушению материала можно оценивать также и по критериям, характеризующим сопротивление отрыву, по относительной волокнистости излома при понижающихся температурах и т. п. Описание этих методов можно найти в специальной литературе [4—10]. [c.49]

Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. ГОСТ 25.506—85.—М. Изд-во стандартов. 1985,— 61 с. [c.372]

ГОСТ 25.506. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний материалов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. [c.272]

Использование описанных выше методов определения вязкости разрушения позволяет оценить комплекс важных свойств материалов после объемного упрочнения по различным режимам. Для примера можно привести выбор оптимальных параметров регулируемого термопластического упрочнения (РТПУ) стали У8 при распаде аустенита в изотермических условиях. На рис. 8.16 представлена диаграмма конструктивной прочности стали со структурой пластинчатого пер.чита. Вязкость разрушения оценивали методом /-интеграла. [c.148]

Штовба Ю. К. Исследование и разработка методов определения вязкости разрушения К и предела усталости алюминиевых и титановых сплавов Автореф. дис.. .. канд. техн. наук. М., 1973.— 27 с. [c.249]

Использование концепции коэффициента интенсивности позволило получить решения целого ряда задач о телах с трещинами. Многие из этих решений приведены в справочниках [8, 9]. Теория Ирвина была также распространена и на анизотропные среды [10—12]. Включение эффектов пластичности в анализ разрушения [13, 14] привело к созданию довольно сложных и полезных теорий для однородных ква-зихрупких материалов. В 1972 г. общество ASTM официально приняло определения и методы измерения вязкости разрушения [15]. [c.223]

Определение вязкости разрушения проводили при вне-центренном растяжении на компактных образцах толщиной 12,7 мм, а скорости роста трещины усталости —на компактных образцах с боковым надрезом. Надрез на всех сварных образцах наносили по центру сварного шва в направлении ПД. Наведение предварительной усталостной трещины осуществляли при комнатной температуре и меньших нагрузках, чем в процессе последующих усталостных испытаний. Вязкость разрушения определяли методом /-интеграла [8, 9], используя методику обработки кривых сопротивления росту трещины [10]. В условиях плоской деформации вязкость разрушения Ki подсчитывали, исходя из значений Jj , по зависимости [c.240]

При исследовании свариваемости опытных сплавов использовали метод дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа [3]. Вязкость разрушения определяли при статическом изгибе образцов Шарпи с наведенной усталостной трещиной, используя метод эквивалентной энергии Ki d [4]. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами определения вязкости разрушения при плоской деформации, полученными в работе [5] на образцах Шарпи. [c.252]

Определение вязкости разрушения методом 1-интеграла. Испытания проводили по методике, описанной Лэнд-сом и Бигли [14]. При каждой температуре испытывали не менее трех образцов, имевших равную среднюю длину трещины. Образцы нагружали до различной величины приращения длины стабильно растущей трещины и затем разрывали, после чего проводили анализ поверхностей трещины, которые предварительно подвергали окислению методом термического окрашивания. Каждое значение/, полученное путем замера площади под кривой нагрузка — смещение, наносили на график в виде функции замеренного приращения длины трещины Да. Критическое значение lie получали экстраполяцией зависимости / = /(Аа) при нулевом приращении, т. е. в момент страгивания трещины. [c.325]

Обработка диаграмм Р - V III и IV типа с помощью 5%-й секущей предполагает наличие подроста трещины А1 - 2% [18]. Контроль за выполнением этого требования может быть выполнен с помощью метода многократного определения вязкости разрушения [33], и в этом случае условие (7.17) наряду с требованием (7.18) должны стать определяющими. Для диаграмм I типа на первое место выдвигается требование (7.18), а вопрос о подросте трещины оказывается второстепенным. Следует отметить целесообразность использования совместно с требованиями (7.19) условия (7.15), оценка которого для сплавов Д1, Д16, В95пч дана на рис. 7.9. Пластичные сплавы Д1, Д16 дают более высокие значения параметра V, резко возрастающие при высоких б / О, по сравнению с В95пч, для которого V = 1...1,5 в пределах до б / О = 0,9. Видимо, этот диапазон (V 1...1,5) может быть рекомендован для использования в условиях (7.15). [c.219]

В существующих определениях ударной вязкости и вязкости разрушения материала существует некоторая нечеткость. В общем случае при ударных нагрузках материалы разрушаются хрупко, т. е. с небольшими пластическими (неуиругими) деформациями до разрушения или при их полном отсутствии. Наиболее просто при высокоскоростных испытаниях, таких как ударные испытания по Шарпи или по Изоду, измеряется энергия маятника, затрачиваемая на разрушение, или общая площадь под кривой нагрузка — время, если испытательный прибор снабжен приспособлением для записи усилий в маятнике. Хорошо известно, что маятниковые методы дают результаты, очень чувствительные к форме и размерам образца и обычно трудно коррелируемые с поведением материала в реальных условиях. В принципе, эти методы являются первой попыткой измерения стойкости материала к росту трещины, а нанесение острого надреза в образце — попыткой исключения энергии инициирования трещин из общей энергии разрушения. Надрез в образце также обусловливает разрушение по наибольшему дефекту известных размеров и исключает влияние статистически распределенных дефектов в хрупком теле. Развитие механики разрушения поставило методы оценки вязкости разрушения хрупких тел на научную основу, однако ударные маятниковые методы все еще широко используются и при соблюдении определенных условий могут давать для композиционных и гомогенных материалов результаты, сравнимые с по- [c.124]

Предлагаемый читателю первый том справочника Металловедение и термическая обработка стали посвящен изложению методик изучения тонкого строения и структуры сталей и определению их разнообразных свойств (механических, физических, эксплуатационных). Такое построение многотомного справочника представляется правильным, если иметь в виду преимущественно экспериментальный характер науки о металлах. В этом томе, наряду с традиционными методами изучения структуры и свойств (макро- и микроанализ, рентгеновская дифракто-метрия, электронная микроскопия, определение механических свойств при растяжении, ударе, циклическом нагружении и т.п.), рассмотрены развитые в последние годы тонкие методы структурых исследований (спектроскопические, резонансные, микроспектральные и др.) и методы определения сопротивления разрушению в различных условиях нагружения (параметры вязкости разрушения, кавитационное разрушение, износостойкость, сопротивление газовой коррозии) в сочетании с подробным изложением методик фрактографического анализа. Все эти новые разделы отличают настоящее издание от предыдущих. [c.8]

Влияние остроты надрезов. Низкие значения сопротивления хрупкому разрушению можно получить на образцах с очень острым надрезом. Однако надрез радиусом несколько сотых миллиметра не следует считать в полной мере треш иноподобным дефектом. К тому же для определения вязкости разрушения методами механики хрупкого разрушения необходимо математически строгое понимание острой трещины. Исследования показали, что трещины могут иметь большие влияния на сопротивление хрупкому разрушению, чем острые надрезы (Вессел, 1960 г. Юкава и Мак-Муллин, 1961 г.). Однако этот фактор не является решающим без учета других параметров. Одним из этих параметров для легированных сталей средней прочности является температура испытаний при переходе стали из вязкого состояния в хрупкое. На рис. 32 это проиллюстрировано кривыми для стали Ш—Мо—V. Данные для образцов с трещинами, полученными при циклическом нагружении, взяты из работы Вессела (1960 г.). Данные для [c.114]

Особое внимание уделяется таким новым методам исследования, как определение вязкости разрушения, установление момента возникновения усталостной треш.ины и скорости ее развития, испытание в условиях глубокого холода (до 4,2° К), определение деформаций и напряжений и, наконец, модельным испытаниям, воспроизводяш,им условия работы материала в конструкции (испытания тонкостенных корпусов, нагруженных внутренним давлением, ушковых соединений, болтовых стыков, лопаток и дисков турбины и др.). [c.2]

Существуют и прямые методы, позволяющие определить работу зарождения и работу распространения йр трещины. Нередко применяется метод определения вязкого разрушения, разработанный английским ученым Г. Ирвинным, который предложил два критерия оценки вязкости разрушения Ос и Кс (для плосконапряженного состояния) и Охс и К с (для плоскодеформированного состояния), характеризующие интенсивность нарастания напряжения в устье движущейся трещины. Параметр О характеризует энергию, затрачиваемую при увеличении трещины на единицу длины. Параметр К (коэффициент интенсивности напряжения) характеризует относительное локальное повышение растягивающего напряжения у ведущего конца трещины. Для определения О и К выведены соответствующие формулы. [c.68]

Вязкость — одно из важнейших структурно-чувствительных свойств расплавленного чугуна, зависящее от его состава, природы, характера обработки в жидком состоянии (перегрева, модифицирования, вакуумирования, наличия группировок и включений, физических методов воздействия и т. д.). Динамическая вязкость Т1 измеряется в пуазах (П), т. е. в г/(см-с), что равно 0,1 Па-с кинематическая вязкость v = t) гу — в стоксах (Ст), т. е. в см /с. Наиболее надежным методом определения вязкости является метод крутильных колебаний. С повышением температуры вследствие уменьшения размеров группировок и доли разупорядоченных зон понижается общая гетерогенность расплава и уменьшается динамическая вязкость т). При изменении т), как и других структурно-чувствительных свойств расплавов, в процессе нагрева и охлаждения часто наблюдается явление гистерезиса или ветвления кривых, характеризующих производимые измерения кривая температурной зависимости т) чугуна при охлаждении расплава располагается ниже, чем при нагреве, т. е. отмечается гистерезис вязкости (положительный или отрицательный), когда вязкость при охлаждении больше или меньше, чем при нагреве. В большинстве случаев при небольшом перегреве над ликвидусом (Ainep) отмечается отрицательный гистерезис это может быть связано с разрушением и переходом в раствор взвешенных частиц, с изменением характера межчастичного взаимодействия в расплаве, процессом сольватации и др. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...