Некоторые проблемы хрупкого разрушения

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.449]

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ 1ГЛ. VHI [c.460]

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ [ГЛ. УП1 [c.474]

Некоторые проблемы хрупкого разрушения (гл. vni [c.500]

Он предлагает два основных подхода один связан с выбором материалов, второй — с методами проектирования. При первом подходе предполагается создание и использование материалов, которые благодаря своим характеристикам могут обеспечить остановку трещины. При втором подходе предполагается создание методов, посредством которых уровень напряжений и размеры трещин снижаются за счет изменения формы конструкции. Остановка трещины рассматривается как конечная фаза более общей проблемы распространения трещины. Следовательно, общей фундаментальной предпосылкой является исследование тех аспектов инициирования и распространения трещины, которые впоследствии могут привести к решению проблемы остановки трещины. Блюм рассматривает силовые и энергетические методы применительно к проблеме хрупкого разрушения, затем некоторые дина- [c.6]

В данном обзоре рассмотрена проблема хрупкого разрушения с учетом только статических напряжений кроме того, приведены некоторые соображения по динамике процесса разрушения. В конце обзора описана система оценки различных образцов по их способности количественно характеризовать возможности материала останавливать трещину. [c.12]

Хрупкое разрушение изучалось посредством двух концепций — температуры перехода и механики разрушения. Каждая из них играет свою роль в рассмотрении общей проблемы хрупкого разрушения. Так, концепция механики разрушения, с помощью которой описывается дефект на основе локального напряжения, применима к инициированию трещины, тогда как температура перехода, несмотря на то, что она оказывает некоторое влияние на инициирование, наилучшим образом приемлема в случае распространения разрушения. [c.203]

Микромасштаб, примененный во многих случаях к хрупкому разрушению, основывается на том, что высокие нормальные напряжения возникают на конце плоскостного скопления краевых дислокаций, блокированных препятствиями в виде границ зерен. Следует отметить обзорную работу [211] по применению та кого подхода к проблемам разрушения. Этот вид анализа был успешно приме нен [158] для объяснения напряженного состояния, вызывающего зарождение трещин в жидких металлах. Однако анализ не может быть использован для прогнозирования сопротивления коррозионному растрескиванию титановых сплавов могут быть определены лишь некоторые тенденции качественного характера. [c.393]

В этой главе рассматриваются некоторые прикладные вопросы механики хрупкого разрушения, имеющие большое практическое значение. По большинству из этих вопросов имеется обширная специальная литература ), поэтому здесь рассматриваются только наиболее принципиальные проблемы математического моделирования, а фактические сведения используются лишь в той мере, в какой они необходимы для построения или проверки теории. Для решения задач этой главы по тем или иным причинам часто бывает недостаточно развитого выше аппарата, и необходимо построение новых математических моделей. Одной из таких задач является задача о разрушении твердых тел при взрыве. [c.449]

Исследование процесса контактного разрушения представляет интерес, в частности, для горного дела в связи с широко распространенным способом ударного бурения крепких пород. Ниже излагаются некоторые результаты экспериментального и теоретического анализа этой проблемы, проведенного на основе представлений механики хрупкого разрушения Для определенности рассматривается удар жесткой сферы по хрупкому полупространству. [c.487]

Автор анализирует эмпирические решения, позволяюш ие значительно снизить количество случаев хрупкого разрушения судов. Однако полного понимания в некоторых вопросах еш е не достигнуто. Наиболее важной проблемой, требуюш ей настоятельного решения, является установление критериев оценки подверженности конструкции хрупкому разрушению в процессе эксплуатации. Для этого необходимо определить зависимости между характеристиками поведения конструкции при лабораторных испытаниях и эксплуатации. Кроме того, следует исследовать значение дефектов и некоторых технологических процессов, например снятия остаточных напряжений и гидравлических испытаний. [c.10]

Профилированные роторы. Для того чтобы вращающиеся конструкции (например, роторы турбин и генераторов) выполняли заданные функции при максимально сниженных напряжениях, их соответствующим образом профилируют. Некоторые из профилей (зубья зубчатых колес или пазы генераторных роторов) свободны от окружных напряжений, создаваемых корпусом вращающейся конструкции. Эти конструктивные проблемы не рассмотрены в данном разделе, хотя неправильно выбранные размерные соотношения элементов конструкции профилированных вращающихся деталей и перераспределение нагрузок могут привести к возникновению хрупкого разрушения. Для профилированных вращающихся деталей за исключением нескольких геометрических вариантов, не имеющих практического значения, не существует замкнутых решений. Поэтому конструктор должен прибегать к множеству способов, чтобы одновременно удовлетворить требованиям равновесия и совместности деформаций. Это можно сделать вручную, производя огромный объем вычислений, однако обычно такая работа выполняется цифровым вычислительным устройством. [c.88]

Снаряды. В прошлом не возникало экстраординарных проблем, связанных с предотвращением хрупкого разрушения снарядов. Однако в связи с применением более сложных конструкций снарядов специального назначения потребовалось исследовать оболочку снаряда, несущую боевой заряд. В некоторых случаях проблема конструирования снарядов усложняется жесткими ограничениями как внутреннего, так и наружного диаметра. Кроме того, оболочка снаряда при достижении цели должна разрываться на осколки, выдержав давление пороха без осколочного разрушения в канале ствола. Первоначально снаряд подвергается комбинированному действию высокой динамической нагрузки, прилагаемой к его основанию, локализованному срезывающему усилию, сжимающим и скручивающим усилиям от вращения ведущего пояска снаряда в нарезах, силам инерции внутренних компонентов снаряда (ускорение 25 g), а также действию радиальных центробежных сил. Эти силы изменяются по мере продвижения снаряда в канале ствола, и особенно резко в тот момент, когда снаряд проходит через дульный срез. [c.292]

О проблемах разрушения высокопрочных материалов много писали и в настоящее время они подробно обсуждаются во всех областях проектирования артиллерийского оружия. В некоторых областях военной техники эти проблемы еще не достигли стадии серьезного изучения. Однако ответственные группы исследователей в этих отраслях предвидят возникновение проблем хрупкого разрушения при повышении мобильности и работоспособности. Примером подготовки к решению таких проблем является обзор методов проектирования конструкций, подверженных хрупкому разрушению, сделанный Бесселем (1966 г.) для командования автобронетанковых войск. В этом обзоре рассматриваются различные подходы к изучению хрупкого разрушения, исходя из нужд армии при создании конструкций танков и бронемашин. В работе указано, что линейная механика разрушения является наиболее приемлемым подходом к проблеме, который обеспечивает использование методов и критериев с учетом современных знаний механизма разрушения. Современные планы включают применение этих методов для исследования зафиксированных документами случаев разрушения, а также с целью проверки эффективности прогнозирования и предотвращения разрушений. [c.333]

В главе показано, что хотя и были приняты некоторые меры с учетом эмпирических зависимостей, благодаря которым значительно уменьшились случаи хрупкого разрушения в судах, некоторые вопросы проблемы фундаментально не решены. Основная трудность заключается в отсутствии надежного критерия, посредством которого можно было бы оценить склонность конструкции к хрупкому разрушению. Это способствовало бы лучшему пониманию связи между результатами лабораторных исследований и поведением конструкции судов при эксплуатации, а также пониманию значимости влияния дефектов и некоторых процессов при изготовлении, например снятия напряжений и пробных испытаний. [c.344]

Для некоторых металлов, которые обычно считаются пластичными, мо/кет возникнуть опасность внезапного хрупкого разрушения, например в условиях работы на удар, когда нагрузка возрастает очень быстро и в элементах конструкции имеются острые выточки (концентраторы напряжений). Иногда такие проблемы возникают при проектировании машин, действующих в условиях высоких давлений и скоростей при нормальной или низкой температуре. [c.198]

Широкий спектр охватываемых вопросов при изучении этой проблемы был связан с недостаточностью литературных данных об эффекте хрупкого разрушения материалов в контакте с жидкометаллическими средами, а также порой прямо противоположным его объяснением в некоторых известных работах. Как правило, эти работы направлены на решение частных задач и относятся, в основном к изучению монокристаллов, чистых металлов и низколегированных сталей и сплавов в контакте с жидкостями или легкоплавкими средами. Существующие методики разработаны главным образом для низкотемпературных испытаний. Вместе с тем, указанная проблема была и остается до сих пор предметом внимания мно- [c.465]

Пытаясь оценить опасность дефектов при КРН, некоторые исследователи используют критерий Ирвина, справедливый лишь для хрупкого разрушения. При этом критическое значение КИН (Кс) принимается равным пороговому значению КИН (Kth) в среде, аналогичной коррозионной среде вокруг трубопровода. Несмотря на то, что такой подход возможно и не соответствует реальной физической модели протекания КРН, применение этого подхода все же позволяет приближенно оценить опасность стресс-коррозионных дефектов. Это оправдывает его применение на начальном этапе решения проблемы, [c.180]

Часто понятие хрупкости (низкой вязкости раз ВИЛЬНО ассоциируется с понятием низкой прочно Прочность характеризуется напряжением, при ко разрушается. Оценка вязкости разрушения матери на. Качественно легко отличить хрупкие материал низкой вязкостью разрушения, такие как стекло нехрупких, или пластичных, с высокой вязкостью ких как некоторые металлы, например медь. Значи количественно оценить различие в поведении этих разрушении и найти показатели, пригодные для к расчетов. За многие годы было применено большое ных подходов к решению этой проблемы. [c.52]

Для некоторых композиционных материалов с хрупкой матрицей из литого жаропрочного сплава наблюдается растрескивание матрицы при термоциклировании, воспроизводящем условия работы авиационного двигателя. Необходимы дальнейшие исследования для изучения этой проблемы. Матрица должна обладать достаточно высокой пластичностью, чтобы оказывать сопротивление разрушению в результате малоцикловой усталости, вызванной несоответствием температурных коэффициентов линейного расширения матрицы и волокна. Этот вид разрушения редко наблюдается в лопатках, изготовляемых из композиций жара- [c.274]

Третья проблема, требующая исследований, касается удара снаряда. При проектировании бронебойных снарядов необходимо предотвратить раскалывание на осколки проникающей головной части снаряда во время удара о твердую броню. Некоторые осколочно-фугасные снаряды не только не должны разрушаться при выстреле, но должны претерпевать управляемое хрупкое осколочное разрушение при детонации, без применения канавок, ослабляющих сечение, или других мер механического характера. [c.335]

В главе IV книги содержалось описание экспериментально установленных закономерностей и некоторых критериев длительной прочности. Здесь буду рассмотрены макроскопические подходы к этой проблеме, основанные на различных моделях разрушения (вязкое, хрупкое, смешанное), и некоторые общие теории. Реальные процессы разрушения материалов настолько сложны, что указанные модели могут рассматриваться лишь как первое приближение. Поэтому на полученные с ломощью этих моделей формулы следует смотреть как на приближенные. Вместе с тем. установлено, что в ряде случаев результаты расчетов по этим формулам находятся в удовлетворительном согласии с данными прямых экспериментов. Вследствие этого теоретические исследования длительной прочности на основе указанных моделей имеют большое значение и перспективу развития. [c.179]

Некоторые вопросы разрушения хрупких пород при сжатии / Сб. Проблемы механики горных пород . — Алма-Ата 1966. [c.435]

Механическая теория ползучести может оказаться полезной не только в технических приложениях, но и при анализе другого круга задач, о которых здесь следует по крайней мере упомянуть. Можно вызвать остаточные деформации в поликристаллических неметаллических твердых (хрупких) веществах, не доводя их до разрушения, т, е. эти вещества можно привести в пластическое состояние. Поэтому можно ожидать, что при длительном воздействии напряжения при повышенной температуре они будут обнаруживать, аналогично тягучим металлам, свойства медленной ползучести. Рассмотренные условия имеют место на больших глубинах в естественных горных породах, в твердых верхних слоях земной коры (следует иметь в виду наличие геотермического градиента в наружных слоях земной коры, где при увеличении глубины на каждые 100 м температура возрастает в среднем на 3°С). Таким образом, теория ползучести металлов может пролить свет на родственные законы медленной текучести горных пород и на некоторые фундаментальные проблемы геомеханики, такие, как медленные процессы деформации глубинных слоев земной оболочки, связанные с образованием горных хребтов за долгие геологические эпохи. Можно также рассмотреть движение материков под влиянием лунного притяжения, обусловленное повышенной подвижностью слоев горных пород на глубинах 40—50 км, где температура достигает высоких значений порядка 1200—1500° С, и другие проблемы геомеханики. [c.624]

Рассмотрим макроскопические подходы к этой проблеме, основанные на различных моделях разрушения (вязкое, хрупкое, смешанное), и некоторые общие теории. Заметим, что для разрушения при ползучести такой подход был предложен Л. М. Качановым 183], а в исследованиях усталости материалов понятие суммирование повреждений существует давно [193]. [c.264]

Вскоре после середины XIX века металлические образцы стали подвергать быстрому растяжению взрывом пороха в орудийных стволах. В конце столетия в инженерную практику вошли падающий груз и маятниковые устройства. В качестве критерия для расчетов стали применять значение остаточной деформации, вызванной некоторым ударом. К концу столетия попытка установить некоторую воспроизводимость в этих опытах и, в частности, в изучении серьезной инженерной проблемы хрупкого разрушения при низких температурах, привела к опытам над образцами с надрезами, которые в различных формах все еще остаются частью грубооценочной схемы испытаний для промышленных материалов. Многие авторы, и я в том числе (Bell [1962, 2, 3]), подчеркивали научную и, возможно, технологическую ограниченность этих опытов и предосторожность, которую нужно проявить, допуская, что они соответствуют инженерным условиям. [c.194]

Настоящая книга является одним из 8 томов энциклопедического издания Композиционные материалы . Она содержит обзорные статьи известных зарубежных ученых по проблемам разрушения при кратковременных и длительных нагрузках. В ней рассматриваются хрупкие композиты на основе керамических и полимерных матрдц, композиты с металлической матрицей, слоистые композиты. Показано влияние различных структурных и физических параметров материалов на прочность и характер разрушения. Подробно излагаются некоторые статистические теории разрушения. [c.4]

Описаны некоторые способы остановки трещин. Одни из них не вполне ясны и недостаточно обоснованы. Другие способы основаны по меньшей мере на результатах лабораторных исследований. Применительно к решению проблемы за счет использования свойств материала описаны метод контроля чувствительности материала к скорости нагружения метод использования биметаллов, содержапщх вязкую, останавливающую трещины компоненту способы получения губ среза метод ориентированных отверстий и др. В качестве конструктивных решений рассмотрены применение вставок и ужесточа-юпщх элементов, обладающих высоким сопротивлением хрупкому разрушению, которые привариваются или крепятся на заклепках к плоским и изогнутым листовым конструкциям, а также контроль распределения остаточных напряжений. Кроме того, для создания конструкций с высоким сопротивлением хрупкому разрушению, когда другими способами этого достигнуть не удается, рекомендованы эффективные многослойные системы и останавливающие трещину накладки. [c.12]

Пример. Влияние диффузии вещества на длительную прочность. Экспериментально установлено влияние различных физико-химических процессов на длительную прочность материалов, В частности, существенное влияние на длительную прочность металлов оказывает жидкометаллическая среда. Процесс взаимодействия такой среды и конструктивного элемента сложен. Однако в этом процессе наибольшее влияние приписывается диффузии некоторых элементов. Описанная задача имеет бол ьшое практическое значение в проблеме длительной прочности энергетических установок с жидкометаллическими теплоносителями. Ее решение в рамках модели хрупкого разрушения рассмотрено Л. М, Качановым [29], а в рамках модели вязкого разрушения на основе энтропийного критерия длительной прочности — Д. А. Ки,йЛбаевым и А. И. Чудновским [88], (31 ]. [c.222]

По количеству литературы и затраченным человеко-часам проблема котловой воды занимает, по-видимому, одно из первых мест. Она имеет и историческое значение, так как хрупкому разрушению металлов посвящено исследование Штрауба [25], проведенное в 1930 г. Увеличение числа типов котлов и расширение областей используемых в них давлений происходит такими темпами, что новые проблемы возникают столь же быстро, как и решаются старые. Здесь не делается попытки детального рассмотрения отдельных типов котлов, наоборот, внимание концентрируется на некоторых общих проблемах, связанных с осадками, уносом и коррозией, которые наиболее часто встречаются в большинстве или даже во всех системах. [c.31]

Наглядным примером в этом отношении является проблема хладостойкости сварных конструкций, изготавливаемых из обычных конструкционных сталей и эксгауатируемых в атмосферных условиях с температурами не ниже минус 60-70 С. Эти конструкции довольно многочисленны — опоры линий электропередач, некоторые трубопроводы, мосты, строительная техника, транспортные конструкции, машины добывающей промышленности, работающие на открытом воздухе, и др. Многие из них работают при температурах ниже первой критической температуры хрупкости, когда не исключено внезапное разрушение с выходом конструкции из строя. Между тем существуют более дефицитные и дорогие марки сталей и технологии их производства, при которых хрупкие разрушения сварных конструкций при климатических низких температурах могут бьпъ полностью исключены. Таким образом, проблема хладостойкости в определенной мере является не столько проблемой технической, сколько экономической. Значительное влияние фактор стоимости оказывает на сварные конструкции массового выпуска. Здесь проявляется возможность обеспечить существенную экономию средств за счет механизации и автоматизации производства, црименения специальных приспособлений и транспортных средств, методов сварки, удобных для автоматизации, и т.д. Например, стоимость сложного по форме кузова автомобиля в десятки раз меньше, чем стоимость аналогичных конструкций при единичном способе их производства. [c.18]

Разрушение. К, сожалению, несмотря на важность проблемы, существует мало информации о разрушении СП материалов. В целом у СП сплавов могут наблюдаться два типа разрушения. Некоторые материалы, например эвтектонд Zn—А1, титановые сплавы, обычно деформируются с образованием значительной шейки и утоняются почти до точечного сечения. Однако многие материалы разрушаются хрупко — без заметной шейки (рис. 9), при этом с увеличением скорости деформации повышается склонность к образованию шейки. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...