Модель накопления рассеянных повреждений

МОДЕЛЬ НАКОПЛЕНИЯ РАССЕЯННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ [c.132]

Общепринятая модель трещины в механике разрушения — математический разрез в теле из неповрежденного материала. Трещину считают заданной, а ее размер достаточно большим по сравнению с максимальным размером структуры материала — размером зерна, кристаллита, волокна и т. п. Такие трещины называют макроскопическими (в отличие от микроскопических трещин, размер которых имеет порядок характерного размера структуры материала или менее). Задача состоит в том, чтобы найти закономерности роста трещины при различных свойствах материала и различных процессах нагружения, а также установить условия, при которых этот рост устойчив, т. е. малые приращения нагрузок или малые изменения размеров трещин не приводят к ее интенсивному росту. В действительности физический процесс разрушения состоит из двух стадий. Первая стадия — накопление рассеянных повреждений — может составлять значительную часть общего ресурса (по различным данным от 50 до 90 %). Если в детали или элементе не было начальных технологических трещин, то зарождение первой макроскопической тре- [c.15]

Меру повреждений можно толковать по-разному в зависимости от того, что понимать под предельным состоянием. Если за предельное состояние принять образование первой заметной макроскопической трещины, то мера характеризует плотность рассеянных повреждений. Если за предельное состояние принять полное разрушение образца (детали, конструктивного элемента) или достижение трещиной некоторого предельно допустимого размера, то уравнение типа (3.81) должно быть дополнено соотношениями, описывающими рост макроскопических трещин. Один из возможных подходов — введение двухстадийной модели накопления повреждений по типу модели (3.33). Вторая стадия описывает развитие макроскопической трещины, а вторая мера повреждений имеет смысл отношения характерного размера трещины к ее критическому размеру. Механика трещин позволяет установить конкретный вид правых частей уравнений, описывающих рост трещин (см. 3.14). [c.99]

Процесс накопления повреждений, зарождающихся в дискретных полосах скольжения, делят на несколько стадий [25, 931 При феноменологическом же описании многоцикловых усталостных разрушений с целью построения расчетной модели обычно ограничиваются рассмотрением двух основных укрупненных стадий стадии рассеянных (диссеминированных) повреждений (микротрещин, вакансий и т. п.) и стадии развития магистральной трещины, хотя фактически граница этих стадий размыта, и ее приходится фиксировать в определенной мере искусственно. Отношение длительностей обеих стадий может быть весьма различным в зависимости от характера циклического напряженного состояния и типа нагружения (мягкое или жесткое) рассматриваемого конструкционного элемента. При однородном напряженном состоянии и мягком нагружении преобладает стадия рассеянных повреждений, и конец этой стадии можно с определенным приближением рассматривать как наступление полного разрушения, считая, что магистральная трещина развивается в указанных условиях практически мгновенно. [c.19]

Система экспериментов на лабораторных образцах в середине 60-х годов была дополнена важными опытами при малоцикловом нагружении на моделях сосудов давления (с толщинами стенок до 70—120 мм), трубопроводах (с толщинами стенок до 20 -ь 30 мм), сварных пластинах с отверстиями и патрубками, болтах и шпильках (диаметром до 75-150 мм). Анализ полученных данных (в том числе с учетом рассеяния результатов испытаний) позволил обосновать запасы по местным упругопластическим деформациям и долговечности. Нормированные расчеты прочности атомных ВВЭР с учетом их циклического нагружения в эксплуатации осуществляются [5, 6] с введением запасов по местным условным упругим напряжениям и n v - по числу циклов до образования трещин (по долговечности). В зависимости от рассчитьтаемого элемента, объема исходной информации эти запасы находятся в пределах 1,25 -г 2 и 3 20 соответственно. В дальнейшем по мере накопления данных о прочности при изотермическом и неизотермическом нагружении с программируемыми циклами нагрузок, деформаций и температур для расчетов было предложено использовать условия линейного суммирования циклических повреждений (для различных режимов эксплуатационного повреждения). [c.41]

Среди немногих теоретических моделей, связывающих прочность волокнистого композита с прочностью связи между его компонентами, можно отметить подход, который развивается в работах М,Х. Шоршорова, Л.М. Устинова, Л.Е, Гукасяна [214]. Согласно этому подходу предполагается, что при разрушении композиционного материала развиваются два качественно различных процесса накопление разрывов волокон, или кумулятивное разрушение , и развитие трещин, приводящее к уменьшению живого сечения , или некумулятивное разрушение . Основное предположение модели заключается в том, что доля волокон, участвующих в некумулятивном процессе разрушения, прямо пропорциональна сдвиговой прочности связи волокон и матрицы. При экспериментальном определении этого коэффициента пропорциональности [214] данный подход, несмотря на довольно грубые представления о развитии разрушения, качественно отражает экспериментально наблюдаемую тенденцию перехода от объемного, рассеянного накопления повреждений в материале к локализованному разрушению при увеличении прочности связи между компонентами. Локализацией процесса разрушения отчасти объясняется и снижение прочности композита при увеличении прочности связи компонентов свыше некоторого уровня, а также наличие оптимального уровня прочности связи волокон и матрицы, что ранее отмечалось в работах B. . Ивановой, И.М, Копьева и др. [55]. [c.43]

Процесс усталостного повреждения разделяется на две стадии стадию накопления микроповреждений, рассеянных по объему тела, завершающуюся образованием первой макротрепщны, и стадию разделения тела магистральной трещиной. Оценка закономерностей производилась по параметрам равной вероятности равного повреждения (Р. Д. Вагапов, О. И. Шишорина и Л. А. Хрипина, 1958—1964). В этих работах устанавливается аналогия между статистической моделью разрушения идеально хрупкого тела по наиболее слабому звену (С. И. Журков и А. П. Александров, 1933) и предложенной моделью повреждения тела первой макротрещиной усталости. Показана возможность такой вероятностной оценки прочности и долговечности крупногабаритных деталей по результатам статистических испытаний модельных образов вплоть до определения нижней границы рассеивания по повреждению первой макротрещиной. [c.408]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...