Методы оценки вязкости разрушения

Необходимость распространения методов оценки вязкости разрушения на сплавы с пределом текучести 400—800 МПа привела к разработке метода /-интеграла. Новый метод оценки базируется на работах Г. П. Черепанова и Д. Р. Райса. [c.137]

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]

С тех пор накоплен большой фактический материал по использованию ранее существовавших и вновь разработанных материалов при низких температурах, а также проведены фундаментальные исследования в области механики разрушения, позволившие предложить экспериментальные методы оценки сопротивления конструкционных материалов разрушению по критическим параметрам, определяемым в условиях плоской деформации (К]с, Gu и др.) и плоского напряженного состояния (Кс, G и др.), кинетическим параметрам dl/dN, Ытр и др.) и параметрам вязкости разрушения в условиях общей текучести (/-интеграл, бе и др.). Новые методы оценки вязкости разрушения подробно рассмотрены в ряде отечественных и зарубежных работ, в которых приведены результаты испытаний многих конструкционных материалов, в том числе при низких температурах [1—8], [c.8]

Алюминиевый сплав марки 5083-0 был выбран для использования в критических узлах больших сферических контейнеров, предназначенных для транспортировки сжиженного природного газа. Этот материал характеризуется прекрасной свариваемостью и исключительно высокой вязкостью как при комнатной, так и при низких температурах. Хотя для сталей на основе теория механики разрушения разработаны методы оценки вязкости разрушения, для сплава 5083-0, являюш,егося очень вязким материалом, таких методик до настояш,его времени еще не существует. Поэтому в вопросе критического развития разрушения такого рода материалов нет достаточной ясности. [c.127]

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]

Практически прочность кристаллических и стекловидных тел меньше теоретической /10 примерно на два порядка. В работах Гриффитса [4] впервые были выявлены возможные причины этого несоответствия, которые явились основой современных методов оценки вязкости разрушения материалов, Гриффитс предположил, что макроскопически гомогенный образец может содержать малые дефекты, способствующие концентрации напряжений, достигающих в локальных областях теоретической прочности. [c.94]

В последние годы предпринимаются успешные попытки создания нового универсального метода оценки вязкости разрушения сплавов низкой и высокой прочности по величине так называемого /-интеграла (критерий Черепанова—Райса), представляющего собой изменение потенциальной энергии в упругопластическом континууме в процессе распространения трещины. [c.333]

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ [c.248]

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]

Несмотря на эти недостатки, метод оценки смещения при раскрытии трещины находит широкое распространение, особенно в Великобритании. Использование этой характеристики имеет значительные преимущества перед другими методами линейной упругой механики в пластической области. Получено несколько полезных эмпирических соотношений, связывающих для данного материала смещение с длиной трещины и приложенным напряжением [18]. Методы определения б стандартизированы [19]. Их целесообразно использовать для сравнительной оценки вязкости разрушения материала. [c.17]

У -кривые применяют для оценки вязкости разрушения плит, толщина которых не позволяет корректно определять Ki - Этим методом изучены свойства никелевых сталей при температурах до 76 К [31J. Оценки вязкости разрушения по разным критериям могут не совпадать. Так, вязкость по Кю существенно ниже, чем по / -кривой. [c.20]

Методы испытания на основе механики разрушения использованы для оценки вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости материалов для сосудов под давлением в космической технике, емкостей для жидкого природного газа и материалов для сверхпроводящих электрических машин. Имеется несколько обзоров по вязкости разрушения при низких температурах в работе [49] приведены данные по Ki материалов авиакосмической техники в интервале температур 20—300 К, в обзоре [50] — характеристики высокопрочных сплавов, в работе [51] — свойства криогенных никелевых сталей. Данные по скорости роста трещины усталости при 4 К содержатся в обзоре [52]. Скорость роста трещины различных материалов при охлаждении уменьшается, за исключением сталей при температурах ниже температуры хладноломкости. Свойства [c.24]

Для оценки вязкости разрушения, кроме ударных испытаний образцов Шарпи, использованы четыре других метода. Два из них динамические определение температуры нулевой пластичности (ТНП) методом падающего груза и динамические испытания на разрыв. Эти методы являются развитием динамических испытаний по Шарпи они относительно дешевы и несложны в интерпретации. Определение ТНП часто оговаривается в стандартах и является [c.208]

К статическим испытаниям относятся метод критического раскрытия трещины и метод построения R-кривых. Достаточно высокая пластичность основного материала и сварных соединений, обнаруженная при предварительных испытаниях, не позволила использовать обычные методы линейной механики разрушения. Метод критического раскрытия трещины общепризнан и включен в стандарты, а метод построения R-кривых обычно используют в США для оценки вязкости разрушения пластичных материалов. [c.209]

Самым распространенным способом оценки вязкости разрушения пластиков и композиционных материалов в промышленности являются ударные испытания. Существует большое число различных способов ударных испытаний [19], из которых наибольшее распространение получили методы по Шарпи, Изоду, а также метод падающего груза и ударные испытания при растяжении. Все перечисленные методы являются по существу качественными, хотя они и дают численные показатели, связанные с вязкостью разрушения. Эти показатели не могут быть использованы в количественных конструкторских расчетах подобно разрушающему напряжению при растяжении или сжатии. Фактически они позволяют только качественно сравнивать различные материалы. Несмотря, однако, на ряд ограничений, эти методы полезны, во-первых, благодаря своей простоте, а во-вторых, вследствие того, что более точная количественная оценка вязкости разрушения пластичных и вязкоупругих материалов практически отсутствует из-за слабой разработки теоретических концепций разрушения материалов, которые не являются упругими вплоть до разрушения. [c.62]

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]

Аморфные хрупкие материалы. К таким материалам относятся стекла, плавленый кварц и др. Линейный размер структурной ячейки в этих материалах равен среднему межатомному расстоянию. Поэтому для оценки вязкости разрушения (или связанной с ней удельной необратимой работы у) можно применить методы, рассмотренные в гл. П для идеально-периодических структур. Они дают значения вязкости разрушения, согласующиеся с экспериментальными. [c.205]

В книге изложена теория (механика) разрушения, показывающая недостаточность классических расчетов на прочность по упругому и пластиче скому состоянию и необходимость введения в подобные расчеты новых характеристик разрушения. В ней подробно описаны методы прочностных испытаний материалов и лабораторной оценки вязкости разрушения по опыту ведущих американских машиностроительных фирм. Приводятся рекомендации по расчету высокопрочных материалов в стадии разрушения с использованием новых прочностных критериев. [c.335]

Приведены данные о современных усовершенствованных методах контроля и исследования состава, структуры, механических и коррозионных свойств легких сплавов. Описаны методы оценки механических свойств, включая вязкость разрушения. Особое внимание уделено высокопроизводительным и неразрушающим методам контроля. - [c.21]

К настояш,ему времени проведено много ударных испытаний для оценки вязкости материала или сопротивления разрушению. Наиболее обычные испытания — это определение анергии разрушения (по Изоду или Шарпи) довольно относительным способом. Недостаток этих методов состоит в их неспособности дать сведения, имеюш,ие физический смысл. На результаты оказывают влияние геометрия образца и способ осуществления эксперимента это приводит к серьезным трудностям при анализе результатов. [c.322]

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]

Для инженерных расчетов конструкций, работающих в наво-дороживающих средах, находят применение методы оценки вязкости разрушения Kiss - Прежде всего это метод испытания двойных рычажных образцов, выдерживаемых в растворе NA E [c.156]

В данной главе показано развитие испытаний на вязкость разрушения, предложенных на основе оригинального анализа Гриффитса. Нестабильный рост трещины происходит тогда, когда величина высвобождаемой энергии деформации (при фиксиро ванной деформации) или потенциальной энергии (при постоянной нагрузке) превышает критическое значение, равное поверхностной энергии для идеально упругого тела. На практике обычные металлы разрушаются квазихрупко , и критические значения вязкости в данном случае включают работу пластической деформации материала вокруг вершины трещины, предшествующей нестабильному состоянию. Постоянство значений вязкости разрушения образцов различной геометрии при различных температурах и скоростях нагружения может быть установлено только экспериментальным путем при полном понимании факторов, контролирующих степень пластического течения перед наступлением нестабильности. В следующей главе описано развитие экспериментальных методов оценки вязкости разрушения, а в гл. VII и VIII обсуждены микромеханизмы распространения трещины, чтобы показать, каким образом их можно иногда использовать для предсказания наступления момента нестабильного разрушения. [c.107]

Артингер, Иштван Возможность применения некоторых совре менных методов оценки вязкости разрушения для выбора штам повых сталей. Периодика Политехника. Машиностроение. Будапешт [c.306]

Существует много различных методов оценки вязкости разрушения [108, 109]. Характеристику вязкости разрушения рассчиты- [c.107]

Тоблер и Рид [10] провели оценку вязкости разрушения плит толщиной 43 мм из сплава 5083-0 в направлении ПД при комнатной и низких температурах методом /-интеграла. Этот материал имеет гораздо более низкие значения предела текучести, чем сплав АМгбМ (см. табл. 1). [c.124]

Испытания на вязкость разрушения. Результаты оценки вязкости разрушения материала In onel Х750 методом J-интеграла суммированы в табл. 3 и показаны в виде графиков на рис. 3. В табл. 3 приведены также значения от- [c.305]

Все известные виды кратковременных и длительных механических разрушающих испытаний, в том числе широко распространенные испытания на статическое растяжение, ударную вязкость, ползучесть, усталость, прямо или косвенно Дают меру сопротивления металлов разрушению в различных условиях эксплуатации. Однако только в течение двух последних десятилетий благодаря прогрессу в изучении механических и металловедческих аспектов проблемы разрушения были надлежащим образом осмыслены и приобрели самостоятельное значение специальные методы оценки сопротивления разрушению. Эти методы служат средством аттестации и ранжировки сплавов, а также диагностики разрушения. В последние годы получают также развитие основанные на различных характеристиках сопротивления разрушению расчеты несущей способности сплавов в изделиях. [c.235]

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]

В настоящее время для качественной оценки способности материала тормозить развитие магистральной трещины существует достаточно больпюй набор экспериментальных методов и соответствующих характеристик материала (точнее, образца из пего). Здесь будут рассмотрены несколько таких характеристик, представляющих не только качественный (для сравнения и выбора материалов и технологий), но и расчетный интерес. Последнее означает, что но такой характеристике возможно, на основании соответствующих критериев разрушения, вести расчеты па прочность с определением требуемых коэффициентов запаса. Эти характеристики (называемые характеристиками трещиностой-костп) Кс, Ки — критические коэффициенты интенсивности на-пря/кений при плоском напряженном состоянии и объемном рас-тя кении (в случае плоской деформации) бс — критическое раскрытие трещины в вершине (разрушающее смещение) Лс — упругопластическая вязкость разрушения h — предел трещино-стойкости. [c.123]

В принципе на этом оборудовании можно проводить эксперименты, связанные с построением кинетических диаграмм усталостного разрушения (КДУР) — новейшим методом оценки циклической тре-щиностойкости (вязкости разрушения) любых металлических сплавов, в том числе и с покрытиями. Для этого, создана специальная [c.36]

Наиболее широкое распространение в инженерной практике получили методы оценки трещиностойкости материалов, оонованные на измерении вязкости разрушения Кц, при статическом и усталостном нагружении. Такие методы базируются главным образом на решении краевых задач математической теории трещин и сводятся, в конечном итоге, к использованию аналитических зависимостей вида [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...