Критерий медленного роста трещин

Критерий медленного роста трещины [c.188]

Стандартный критерий выводится следующим образом. Предположим, что Рр — максимальная нагрузка, предшествующая скачку, а у,- — смещение, связанное с упругим поведением образца, содержащего трещину длиной Со, при нагружении силой Pp. Тогда Ау представляет неупругое смещение, предшествующее скачку. Оно может возникнуть в результате пластичности или благодаря изменению податливости образца при медленном росте трещины перед скачком. Проанализируем второй вариант для получения искомого критерия. [c.133]

Существует ряд моделей, учитывающих процесс разгрузки, однако ДЛЯ всех них необходимы вычислительные средства, обеспечивающие подобное слежение. Располагая подобными средствами, можно попытаться смоделировать медленное и устойчивое раскрытие трещины, т. е. устойчивый рост трещины. Исследование роста трещины осуществляется путем последовательного освобождения узлов, расположенных перед начальным положением трещины, в результате чего осуществляется разгрузка нагруженного материала. Проблема заключается в том, можно ли смоделировать этот процесс точно, а также установить критерий, с помощью которого можно было бы определить, правильно ли развивается трещина. [c.334]

Устойчивые и неустойчивые состояния тела с трепанной. Тело с трещиной находится в состоянии механического равновесия, когда в любом элементе объема тела (как и для всего тела в целом) соблюдаются условия равновесия. Это означает, что нагрузка постоянна, нет движения элементов объема, следовательно нет распространения трещины (трещина неподвижна). Для того чтобы трещина стала распространяться, необходимо либо увеличить внешнюю нагрузку, либо (при постоянной нагрузке) снизить работу разрушения материала. С медленным ростом нагрузки трещина медленно растет. Малому приращению нагрузки соответствует малое приращение длины трещины, и, следовательно, рост нагрузки сопровождается соответствующим ростом длины трещины. Такое состояние тела с трещиной называется устойчивым (иногда квазистатическим или до-критическим) ростом трещины (или трещину называют устойчивой). Для устойчивости трещины соблюдается условие dP/dl > О, т. е. в предельном состоянии равновесия (нри соблюдении критериев разрушения) нагрузка является возрастающей функцией длины трещины. [c.112]

Принципиальным ограничением расширения сферы использования обоих критериев бс и Лс является их применимость только в условиях, когда не происходит роста трещины. Значительное повышение сопротивления разрушению, сопровождающее медленный рост трещины, характеризует лишь / -кривая. При проектировании оборудования для работы при низких температурах обсуждаемые характеристики (смещение при раскрытии трещины, /-интеграл и 7 -кривая) использую7 ся только для оценки вязкости разрушения материалов. [c.20]

В работах Внука [201] предлагается для исследования медленного роста трещины критерий завершающего натяжения . Согласно этому критерию приращение нормального перемещения V в некоторой точке Р перед концом трещины сохраняется постоянным в течение медленной стадии роста трещины. Как видно, этот критерий близок критерию Мак-Клинтока [172], однако он отличается от критерия предельного раскрытия трещины, так как в нем ограничение накладывается не на смещение, а на разность смещений. [c.14]

Ю " —10 мы/цикл (для стали). Достижение величины АКа определяет резкое изменение ускорения роста трещины вследствие возрастания интенсивности деформации в пластической зоне у вершины трещины [61. Это значение соответствует началу смены доминирующего механизма разрушения на другой конкурирующий механизм или изменение долей конкурирующих механизмов, чему соответствует иногда изменение параметров микрорельефа действующего механизма разрушения. Значение АКа лежит на участке Пэриса диаграммы, разделяя тем самым область II на две ПА, соответствующую сравнительно медленному подрастанию трещины (с небольшим ускорением), и ИВ, соответствующую ускоренному развитию трещины, с резко возросшим ускорением (рис. 3). Во многих случаях в расчеты на долговечность работы материала с трещиной следует брать не величину циклической вязкости разрушения Kf , характеризующую катастрофическую ситуацию, а критерий Ка, обеспечивающий определенный запас долговечности, что предотвращает ускоренный опасный рост трещины. Использование критерия Ка при проектировании элементов конструкции полностью отвечает принципу безопасной повреждаемости, новому принципу конструирования [7]. Как отмечает С. И. Кишкина, согласно этому принципу допущение трещины определенной длины уменьшает коэффициент запаса при конструировании, повышая весовую эффективность конструкции, однако возникновение трещины усталости не должно приводить к аварийной ситуации. [c.254]

Временные эффекты сильно зависят от уровня напряжений и проявляются в первую очередь вблизи края трещины. Во многих случаях концевые области, где существенны временные эффекты, малы по сравнению с размерами трещины и тела, и вне них материал деформируется упруго (вязкоупругого), это позволяет сформулировать [12] квазистационарное приближение кинетической теории трещин. Согласно этой теории, если рост трещины нормального разрьша (а только этот вид трещин и будет рассматриваться в главе) происходит медленно (так что при ее продвижении на расстояния порядка нескольких концевых областей внешние нагрузки, а следовательно, и коэффициент интенсивности напряжений М, меняются мало), то скорость роста трещины и будет функцией коэффициента интенсивности напряжений (при данной среде и температуре). Эта материальная функция характеризует трещиностойкость материала. Если пользоваться обратной к ней функцией, то критерий роста трещины можно записать в виде аналогичном (3.2.6) [c.188]

Рассмотрены статика, медленный рост и динамика трещин в сплошных линейно-, нелинейно-упругих и упругопластических телах, а также в средах со структурой — в решетках, армированных (слоистых) материалах, в средах блочной структуры, где обнаруживается отток энергии от края распространяющейся трещины. Большое внимание уделено обсуждению критериев роста трещин, связи между критериями на микро-и макроуровнях. Некоторые выводы, относящиеся к интерпретации решений задач линейной теории упругости и к состоянию у края трещины, получены на основе геометрически точных соотношений для устойчивого нелинейно-упругого материала. Приведены асимптотические решения упругопластических задач, указывающие на возможность устойчивого роста трещины. Рассмотрена двухконстантная теория роста трещин при циклических нагрузках. Представлены решения автомодельных, стационарных и нестационарных задач динамики трещин для до- и сверхрэлеевского, меж-и сверхзвукового диапазонов скоростей их распространения. [c.2]

При быстром охлаждении (а + Р)-сплавов возможно образование хрупких метастабильных фаз типа мартенситных, снижающих пластические свойства соединений и способствующих образованию холодных трещин. Хрупкие промежуточные фазы могут появиться и при медленном охлаждении метастабильных (неустойчивых) Р-сплавов. Поэтому главный критерий выбора режимов сварки сплавов титана — скорость охлаждения при температуре полиморфного превращения. Сварку а-сплавов следует проводить при минимальных погонных энергиях из соображений ограничения роста зерна (а + Р)-сплавы, где велика опасность образования хрупких промежуточных и мартенситоподобных фаз и интерметаллидных соединений, целесообразно сваривать на мягких режимах с малыми скоростями охлаждения Р-сплавы со стабильной или метаста-бильной структурой следует сваривать со скоростями охлаждения, близкими к закалочным. В процессе охлаждения после сварки или вылеживания сварных конструкций с неустойчивыми структурами может проходить старение с дополнительным образованием хрупких упрочняющих фаз. В результате пластические свойства соединений снижаются. Для стабилизации механических свойств и снятия остаточных напряжений сварные соединения а-сплавов подвергают отжигу при температуре 500...600°С, вьщержке 0,5... 1 ч. Упрочняющая термообработка (а + Р)- и Р-метастабильных сплавов (ВТ6, ВТ14, ВТ22) состоит в закалке с температурой 880...950 °С и старении при температуре 475... 500 °С в течение 8... 22 ч. Термообработку проводят в вакууме, в камерах с контролируемой атмосферой или герметичных оболочках. [c.334]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...