Трещины — Измерение скорости рост

На графическом изображении зависимости Ki от скорости роста трещины наблюдаются три участка (рис. 7.10). При низких значениях / l на участке I скорость роста трещины в сильной степени зависит от (в отличие от участка II). Пороговое значение Ki see определяется как такое , при котором измеренная скорость роста [c.146]

С помощью синергетики представилось возможным с единых позиций описать поведение материала при различных условиях его нагружения. В результате этого оказывается возможным на основе анализа параметров рельефа излома, в рамках сохранения неизменным механизма разрушения или путем измерения скорости роста трещины определять эквивалентные характеристики кинетического процесса усталостного разрушения. Оказывается возможным из анализа рельефа излома получать информацию о всей совокупности реализованных факторов воздействия на материал, которые вызвали распространение трещины. Получаемые величины эквивалентных характеристик становятся количественными показателями затрат энергии на процесс усталостного разрушения. [c.22]

На образцах ДКБ могут быть сделаны измерения скорости роста коррозионной трещины как функции коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины. Таким образом, в то время как гладкие образцы не могут быть использованы для определения времени до разрушения конструкций с трещиной (дефектом) или для расчета нагрузок, ниже которых конструкции с трещиной не будут разрушаться за данный промежуток времени, образцы с трещиной могут быть использованы для этих целей. Это не значит, что образцы с трещиной должны заменить все гладкие образцы при испытаниях на КР алюминиевых сплавов. Более того, такие данные, полученные на образцах с трещиной, являются ценным дополнительным материалом к пороговому значению, определенному на гладких образцах, аналогично тому как данные по росту усталостной трещины являются важным дополнением к стандартной усталостной кривой 5—N для различных сплавов [70]. И подобно данным по росту усталостной трещины, данные по росту реальной коррозионной трещины могут быть полезными для установления интервалов технического осмотра и для контроля за изменением состояния конструкций. Кроме того, значения /Сщр могут быть использованы для установления нагрузок, которые гарантируют безопасность конструкций, имеющих необнаруженные трещины (дефекты) в коррозионной среде в течение расчетного срока службы. Специальные примеры по реальному использованию данных по образцам с трещиной (скорость и Кщр) даны ниже (см. п. 5). [c.185]

Устройства для измерения скорости роста трещин [c.445]

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИН [c.445]

Трещины — Измерение скорости роста 445—449 [c.559]

Рис. 130. Нагружаемый расклинивающими силами образец для измерения скорости роста усталостной трещины

При создании единой модели распространения усталостной трещины встречаются две основные трудности. Во-первых, в высокопрочных сталях и алюминиевых сплавах скорости роста гораздо чувствительнее к А/С, чем в других сплавах, а, во-вторых, в отдельных случаях они чувствительны к среднему уровню напряжений при постоянном значении А/С. Результаты измерения скоростей роста трещины в некоторых легированных сталях с помощью ультразвуковых датчиков [20] представлены в табл. 8. Видно, что у некоторых сталей значения m высоки (вплоть до 10), но у них низкие значения вязкости разрушения. [c.236]

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЕЙ РОСТА ТРЕЩИНЫ В НЕКОТОРЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ С ПОМОЩЬЮ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ [201 [c.237]

Измерение скорости роста трещины [c.37]

Измерение скорости роста трещины и определение времени до разрушения [c.37]

Рис. 5.2. Измерение скорости роста трещины

Для исследованного сплава по осредненным данным измерения скорости роста усталостной трещины в диапазоне коэффициента асимметрии цикла нагружения —1 Я +0,7 они получили следующее выражение для указанной функции при п = 2,46 и С= 66,83 10 [c.161]

Зависимость (4.6) в принципе дает возможность описать влияние средних напряжений (или асимметрии нагружения), а также нестационарности нагружения на скорость роста усталостной трещины, так как эти факторы изменяют параметр и [289, 346, 354]. Но, к сожалению, следует отметить нарастание разногласий в отношении достоверности результатов измерений закрытия трещины разными методами [300, 324, 385, 418]. Одной из возможных причин большого разброса измерений закрытия трещины может быть различная протяженность фронта трещины (толщина образца) в разных экспериментальных исследованиях. Так, в работах [369, 408, 409] экспериментально показано, что доминирующее влияние на стор оказывает деформирование материала у вершины трещины в районе свободных боковых поверхностей образца. С увеличением толщины образца и соответственно протяженности фронта трещины влияние боковых поверхностей снижается и эффект закрытия трещины уменьшается, вплоть до его практически полного отсутствия в растягивающей части цикла. Для трещин с протяженным фронтом только при R — О (а не при / > 0) трещина перестает быть концентратором напряжений и в этом случае 1. [c.191]

Таким образом, точка пересечения кинетических кривых близка к среднему размеру максимальной ячейки дислокационной структуры 2-10 м, формирующейся перед вершиной усталостной трещины в зоне пластической деформации, с точностью разброса экспериментальных данных. Эта величина разделяет два масштабных подуровня — мезо I и мезо II. Поэтому существование в середине кинетической диаграммы особой точки для сплавов на различной основе является общим синергетическим признаком нарушения принципа однозначного соответствия, когда происходит усложнение механизма поглощения энергии у вершины усталостной трещины, и это вызывает изменение кинетического процесса в случае реализуемого нагружения материала с постоянной нагрузкой. Именно в этот момент происходит изменение в закономерности роста усталостной трещины, которое определяется изменением формирования параметров рельефа излома и переходом от линейной к нелинейной зависимости скорости роста трещины или шага усталостных бороздок от длины трещины. Многочисленные измерения кинетических параметров роста трещины в виде шага уста- [c.195]

Перед вершиной растущей трещины формируются несколько зон пластической деформации, [42-48] (см. главу 3). Наибольший размер зоны соответствует восходящей ветви нагрузки в цикле нагружения, а внутри этой зоны существует меньшая по размеру и наиболее поврежденная зона пластической деформации, связанная с обратным течением материала на нисходящей ветви нагрузки. Этот факт был подтвержден измерениями твердости на разных сплавах в области много- и малоцикловой усталости [51-53]. Зона процесса наиболее упрочнена и ее вводят в уравнение, описывающее скорость роста трещины [54] [c.238]

Исследования сварных зон нормализованной стали St 52-3N (С 0,19 и 0,08 % для основного металла и сварного шва соответственно) были выполнены при амплитуде полной деформации (0,5-1,3) % в интервале скоростей деформации (0,035-0,09) с [115]. Рассматривали рост трещины от внутренних дефектов в виде круговой трещины при асимметрии цикла нагружения R = -i. О скорости роста трещины судили по результатам измерения шага усталостных бороздок. Проверяли результат расчета констант уравнения (5.33), записанного через амплитуду полной деформации и через размах пластической деформации. В результате расчетов и обработки экспериментальных данных применительно к росту трещин в сварном шве было показано, что в интервале длины трещин (0,1-10) мм имеет место соотношение [c.246]

В процессе испытаний образцов и после их разрушения осуществляли измерения трех кинетических параметров (1) скорости роста трещины в каждом направлении от центрального отверстия для сквозных трещин, а для поверхностных тре- [c.316]

Представленные результаты измерений показывают, что скорость роста трещины постепенно возрастала на всех этапах стабильного разрущения. Последнее позволяет считать, что в тех зонах на длине 0-6,0 мм, где усталостные линии плохо различимы, скорость роста трещины была не больше, чем та, что измерена на последующей длине, где выявлена четкая усталостная линия. Следовательно, можно провести общую оценку длительности роста трещины на интервале длины 0-6,0 мм так, как это представлено в табл. 11.5. Окончательно для всей длины стабильного роста трещины 0,20 мм получаем [c.594]

Рис. 14.24. Общий вид а) излома гидрофильтра по крышке от впадин резьбы, схема (б) распространения трещины с указанием направления измерения шага бороздок, (в) блоки усталостных бороздок и (г) зависимость шага усталостных бороздок 8 и числа циклов роста трещины Np по глубине излома а в крышке гидрофильтра. Пунктирная линия указывает границу резкого снижения скорости роста трещины в эксплуатации

Трудности создания методики оценки долговечности на стадии роста трещины связаны также с необходимостью оценки температурно-силовых условий эксплуатации различных зон корпуса, что представляет значительную расчетную и экспериментальную трудность. Поэтому для оценки долговечности корпусных деталей с трещиноподобными дефектами на практике применяется измерение средней скорости роста трещин непосредственно на обследуемой детали с последующим определением допустимого срока межремонтной кампании до удаления трещины и ремонта корпуса. [c.41]

На испытываемые образцы при комнатной температуре наносили усталостную трещину длиной 16+1 мм при Ртах= =7,8 кН и коэффициенте асимметрии цикла i —0,1. Опреде-лепие скорости роста трещины усталости проводили при частоте 20 Гц и температуре 293 и 77 К. Длина трещины менялась от 16 до 30 мм. Длину трещины определяли путем последовательных измерений податливости на образцах с различной длиной исходной трещины с интервалом в [c.120]

При циклическом нагружении образцов с длинными трещинами эти условия всегда обеспечены, так как сам по себе вид нагружения при малых амплитудах нагружения обеспечивает сильную локализацию на фронте трещины, охватывая малые объемы по сравнению с длинной трещины. Использование подходов линейной механики позволило ввести в рассмотрение фактор времени путем измерения скорости роста трещины в зависимости от размаха коэффициента интенсивности напряжений АК=Ктах - К ш- Значения коэффициентов интенсивности напряжений К ах и Kmin рассчитываются на основе соотношений [c.300]

Методы, описанные выше, были использованы в последние годы многими исследователями [35, 36, 63—66], чтобы преодолеть некоторые недостатки, присущие методу определения КР на гладких образцах по времени до разрушения. Дополнительно к методу определения Кхкр может быть применен фрактографиче ский анализ начальной стадии роста трещины. Более удобная и точная техника измерения скорости роста трещины как функции коэффициента интенсивности напряжений в конце трещины рассматривается в общих чертах в следующем разделе. [c.170]

Уравнение (395) связывает скорость роста трещины daldN с мгновенным значением переменной интенсивности напряжений А/С. Поэтому экспериментальные методы главным образом связаны с измерением скорости роста трещины в контролируемых условиях температуры и влажности окружающей среды при данном значении А . [c.227]

График, типа приведенного на рис. 140, не дает прямой информации о зависимости скорости роста трещины от К, хотя линия окончательного разрушения и характеризует суммарный эффект роста трещины до постоянных конечных значений (Кх.с)-Недостаточная точность экспериментальных данных означает, что могут существовать различные функциональные соотношения между скоростью роста dddt и К, каждое из которых достаточно хорошо описывало бы эту зависимость. Отсюда следует, что необходимы прямые измерения скоростей роста трещин при коррозии под напряжением. [c.247]

Рассмотренные выше методы измерения скорости роста усталостной трещины и шага усталостных бороздок приводят к погрешностям метрологического характера, связанным с ручной системой измерений шага и субъективным элементом, вносимым при обработке результатов эксперимента. В связи с этим была предпринята попытка разработать методику автоматизированного поиска фракталей (бороздок) с использованием растрового электронного микроскопа (путем автоматического анализа периодичности и частоты структур) и вычислительной техники. Процесс разрушения материала сопровождается формированием в изломе периодической структуры в виде усталостных бороздок, а также растрескиваний микронного и субмикрон-ного размера. Фактически параметры структуры поверхности разрушения изменяются в пределах двух и более порядков. Поэтому для исследования такого рода структур поверхности в растровом электронном микроскопе (РЭМ) целесообразно иметь оптимальный размер объекта с усталостными бороздками, где качественно может быть оценено сравнительно устойчивое значение шага усталостных бороздок при достаточном для осреднения их количестве. Очень важно, чтобы наблюдаемый рельеф поверхности имел j bpo-шую контрастность изображения. В этом случае значимость получаемого различия в сигналах от падающего пучка электронов в местах выступов и впадин становится наиболее существенной, что удобно для анализа информации. [c.234]

Исследования циклического роста усталостных трещин в монокристаллах алюминия на стадии I путем измерения скорости роста усталостной трещины показывают [291], что размеры скачков трещины в этом случае составляют 7 13 30 и 38 нм. При ббльших размерах скачков происходил нестабильный рост трещины с формированием вырожденных вытянутых элементов рельефа, напоминающих ямки. [c.258]

На рис. 1 приведены результаты исследований методами динамической фотоупругости, выполненных в университете г Мэриленд, На рисунке показана зависимость скорости трещины от К. полученная при распространении трещины в прозрачных пластинах из гомалита-100 толщиной 9,5 и 12,7 мм. Для измерения скорости роста трещин применяли 1б-кадро-вую многоискровук) камеру типа Кранца-ГИардина, Эксперименты проводились при комнатной температуре. Значения К получали по измерениям изохром вблизи конца трещины. [c.17]

Близкий интервал скоростей роста трещины (2-4)-10 м/цикл в зависимости от размера зерна материала получен в результате анализа параметров кинетической кривой в точке перехода от независимой величины щага усталостных бороздок от КИН к началу возрастания шага бороздок и его совпадению с измеренной скоростью [52, 53]. Параметры точки перехода от независимой к зависимой от КИН величине шага усталостных бороз- [c.194]

Измерения микротвердости в нержавеющей стали 304L позволили определить размеры двух зон пластической деформации перед вершиной трещины. В результате этого удалось скорость роста трещины (шаг усталостных бородок) описать уравнением типа (5.33), но с более сложной структурой коэффициента пропорциональности [124]. Полученный результат отражает тот факт, что скорость развития усталостной трещины прямо пропорциональна размеру зоны пластической деформации. [c.248]

Измерение ширины уступа и отнесение ее к числу циклов нагрузки минимального уровня позволяет оценить среднюю величину скорости роста трещины. Она составила около 2,5x10 м/цикл. При таком уровне скоростей роста усталостной трещины при одноосном нагружении алюминиевых сплавов, как было показано в предыдущих разделах, усталостные бороздки в изломе не формиру- [c.412]

Выполненные измерения шага усталостных линий представлены на рис. 11.24в-Э. Здесь приведены результаты измерения для двух лопаток с наибольшей протяженностью усталостной зоны 12,1 мм — для окисленной лопатки и 1,6 мм — для наиболее типичной по своему излому одной из неокисленных лопаток. Характерной особенностью развития трещин для рассмотренных лопаток явилось немонотонное нарастание и убывание прироста трещины за цикл запуска и остановки двигателя при возрастании длины трещины. Причем перед окончательным разрушением первой из рассматриваемых лопаток произошло резкое снижение скорости роста трещины. Этот факт может быть объяснен резким уменьшением оставшегося сечения и фактическим переходом не к усталостному, а повторно-статическому разрушению материала под действием динамической нагрузки от вращения лопаток. [c.610]

Разрушение лопатки (условный № 2) другого двигателя произошло в срединной части по ее перу. на расстоянии около 90 мм от замковой части (рис. 11.26). Трещина имела многоочаговый харак-, тер зарождения. Очаги были расположены в сре- динной части сечения и характеризовали зарожде- I ние разрушения лопатки от дефекта материала металлургического происхождения. Распростране- ние трещины происходи.до по направлению к ко- рыту лопатки, в котором выявлено некоторое j снижение скорости роста трещины за полет на. основе измерения расстояний между усталостными линиями. [c.613]

Выполненные измерения расстояний последовательно между мезолиниями, а далее между макролиниями показали, что в направлении роста трещины процесс их формирования являлся закономерным, отражающим ретулярные, повторяющиеся от полета к полету режимы нагружения лопастей (рис. 12.6). Это свидетельствует о том, что их появление имеет не случайный характер, а связано с регулярными повторениями по нагружению от полета полету. Такая регулярность соответствует только повторяющемуся блоку нагрузок от полета к полету. Следовательно, представленная закономерность нарастания расстояния между линиями соответствует нарастанию скорости роста трещины от полета к полету. Число усталостных линий характеризует число полетов вертолета в процессе распространения в лонжероне усталостной трещины. [c.641]

Из сопроводительной документации следовало, что вертолетом Ми-8МТВ-1 в предыдущий день перед разрушением лопасти в полете было осуществлено 18 полетов со средней продолжительностью 20 мин. Это означает, что число полетов по результатам измерения шага усталостных бороздок составляет 7-10. Очевидна близость длителт.-ыости и кинетики роста сквозной усталостной трещины по результатам макроскопической оценки числа сформированных блоков усталостных линий и по результатам измерений шага усталостных бороздок. Следует подчеркнуть, что эти оценки занижены по отношению к полному периоду распространения сквозной трещины в пределах одного-двух полетов. При формировании блоков усталостных линий происходило частичное торможение трещины, что выражается в снижении шага усталостных бороздок. Поскольку при переходе от несквозной трещины к сквозной величина измеренного шага мала, снижение скорости роста трещины при формировании усталостных линий на этой стадии роста могло быть таким, что некоторый период времени трещина вообще не распространялась после возникавшей перегрузки. Поэтому оцененное число циклов не охватывает всей полноты информации и закономерности продвижения и частичной остановки трещины после кратковременных перегрузок. [c.661]

Измерение расстояния между мезолиниями свидетельствует о возрастании скорости роста трещины по мере ее продвижения (табл. 14.2). [c.747]

Влияние размера зерна на растрескивание сталей исследовано достаточно полно. Общий вывод экспериментов, проведенных при измерении в широких пределах условий поляризации, состоит в том, что уменьшение размера зерна повышает стойкость к растрескиванию [16, 18]. Это наблюдалось для таких различных сплавов на основе железа, как сталь 4340 [13], АРС77 [23], мартенситно-стареющая сталь [27, 57], высокочистое железо [20, 50] и сплавы Ре—Т1 [20, 58]. В качестве примера на рис. 10 приведены данные для высокопрочной стали 4340 и сплава Ре—Т1 с низким уровнем прочности. Поведение высокопрочной стали (рис. 10, а) было исследовано методами механики разрушения. Результаты показали, что скорость роста трещины уменьшается при измельчении зерна [13], но поведение /Снф при этом неоднозначно наблюдалось как возрастание [23], так и постоянство этого параметра при изменении размера аустенитного зерна [13]. Здесь следует проявлять осторожность, так как для однозначных выводов необходим учет конкурирующих эффектов, связанных с влиянием уровня прочности. Сильная зависимость уровня прочности от размера зерна затрудняет раздельное определение роли этих факторов. [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...