Определение статическому разрушению

Модели статического разрушения. Для определения статического разрушения вязких материалов часто применяют условие разрушения Мизеса—Генки [35, 56] > - [c.185]

Для определения статического разрушения хрупких материалов применяют простейшую модель (условие) [c.185]

Усталость — это полная потеря свойств (или разрушение) элемента конструкции, наступившая после действия на него переменной нагрузки, максимальная амплитуда которой по величине меньше статической, монотонно прикладываемой нагрузки, вызывающей разрушение этого элемента. Процесс разрушения и усталости металлов зависит от состава, особенностей металлургического процесса, геометрии образца (элемента конструкции), вида нагрузки, времени и условий внешней среды. Для композитов число влияющих параметров необходимо увеличить по крайней мере вдвое из-за наличия в материале двух фаз. Более того, необходимо также учесть и влияние поверхности раздела, что приведет к еще большему усложнению задачи. Конечно, ни одна приемлемая модель для предсказания процесса разрушения не мол<ет одновременно включить все вышеупомянутые параметры. Действительно, невозможно себе представить систему черного ящика , у которого на входе — весь комплекс переменных параметров, а на выходе — только скорость роста разрушения и время достижения предельного состояния. Поэтому не существует единого подхода для определения усталостного разрушения для металлов (которые по крайней мере при макроскопическом подходе рассматриваются как однородные). Для композитов проблема тем более усложняется вследствие присущей им неоднородности. Усталости композитов посвящены многочисленные работы. Достижения и современные тенденции в этой области обобщены в работах [49, 50]. [c.84]

Резким нарушением нормальных условий работы, а именно забросом температуры на 300—400°С выше регламентированной, повышением вибраций было вызвано образование смешанных по строению изломов, на которых без определенной последовательности располагались отдельные участки усталостного, длительного статического и однократного статического разрушения (рис. 128). [c.157]

Состояние экспериментальных исследований статической и повторно-статической прочности трубопроводов. В настояш,ее время накоплен определенный экспериментальный материал по исследованию прочности трубопроводов при статическом и повторно-статическом разрушениях, однако в ряде случаев полный комплекс необходимых д.ля оценки прочности данных отсутствует. [c.145]

Роль данного критерия как оценки эксплуатационной способности материала отмечена в рекомендациях СЭВ P 3642—78. Металлы. Методы испытаний. Определение вязкости разрушения Ki при статическом нагружении и P 4450—74 Металлы. Методы испытаний. Определение раскрытия трещины S при статическом изгибе . [c.16]

При малых выборках испытуемых образцов возможность раздельной статистической обработки для каждого уровня напряжений отпадает, и экспериментальные данные, относящиеся к уровням стопроцентного разрушения образцов, должны обрабатываться совместно. По этим данным согласно известным правилам [80, 81 ] строится кривая регрессии, и на каждом уровне напряжений устанавливаются ее доверительные границы. В предположении нормального распределения долговечностей могут быть приближенно указаны и кривые заданных вероятностей разрушения. Возможности статистической обработки экспериментальных данных в той области напряжений, где стопроцентного разрушения образцов не наблюдалось, по-видимому, не существует, и некоторое представление о кривых равных вероятностей разрушения может дать лишь упомянутая экстраполяция. Если в качестве функционального параметра уравнения повреждений используется кривая статической или циклической усталости, отвечающая определенной вероятности разрушения, то можно считать, что и при нестационарном нагружении теоретическое условие П = 1 отвечает той же вероятности разрушения. В том случае, когда наряду с уравнением кривой усталости для построения уравнения повреждений требуется знать еще и разрушающее напряжение Ор, являющееся случайной величиной, приходится предполагать, что быстрое и длительное разрушения являются взаимосвязанными событиями, появляющимися всегда с одной и той же вероятностью. Поэтому из распределений долговечностей и пределов прочности можно выбирать всегда одни и те же квантили. [c.98]

Для напряженных состояний с асимметричными циклами переменных напряжений условия прочности характеризуются либо сопротивлением усталости, либо сопротивлением пластическим деформациям или статическому разрушению. Для выяснения того, какой из критериев должен быть использова в конкретном расчетном случае, сопоставляются соответствующие запасы прочности. Для определения запаса прочности по сопротивлению усталости напряжения асимметричного цикла приводятся к эквивалентным напряжениям с симметричным циклом по формулам [c.450]

При расчете на сопротивление пластическим деформациям обычно допускают более низкие запасы прочности -3 связи с тем, что образование остаточных деформаций еще не приводит конструкцию к окончательному разрушению. При расчете на сопротивление хрупкому статическому разрушению запасы прочности должны быть повышены в силу опасности таких разрушений из-за возможного влияния высоких остаточных напряжений, неоднородности материала и т. д. При расчете на усталость запас прочности выбирается в зависимости от достоверности определения усилий и напряжений, уровня технологии изготовления деталей и т. д. [c.484]

Рис. 1. Типы образцов для определения вязкости разрушения при статическом и циклическом нагружениях

Использование парогенераторов с высокой производительностью пара уменьшает капитальные затраты на их сооружение,, но ухудшает условия работы материалов, создавая дополнительные статические и циклические нагрузки. Экономическая сторона эксплуатации зависит также от надежности работы, которую можно выразить как функцию стоимости и вероятной частоты разрушения труб. Капитальные затраты уменьшаются и при уменьшении числа узлов и зависят от точности определения места разрушения и простоты ремонта. [c.189]

Необходимые для расчета интенсивности деформаций данные об изменении линейных деформаций в осевом и окружном направлениях определяли в процессе испытаний. Третью компоненту деформации (в радиальном направлении) вычисляли на основании гипотезы о постоянстве объема. Особый интерес представляет задача определения предельной интенсивности деформации однократного статического разрушения е//. [c.123]

Первая попытка определить энергию разрушения по петлям гистерезиса показала, что энергия разрушения, подсчитанная по площадям петель, может во много раз превышать энергию статического разрушения, определяемую по кривой статического нагружения. В дальнейшем попытки определения полной энергии разрушения предпринимались рядом других авторов. [c.14]

Обработка экспериментальных данных по зависимостям (4.74)—(4.76) показала возможность определения осредненных характеристик сопротивления деформирования образца с концентратором напряжений по характеристикам образца без надреза как для жесткого, так и для мягкого нагружения, используя также характеристики статического разрушения надрезанного образца, полученные при тех же условиях нагружения. [c.129]

Расчет От по зависимости (5.21) показал, что получаемые при этом значения От хорошо согласуются (рис. 5.18, кривые 3, 5, 7, 9) с экспериментально определенными средними значениями циклического предела пропорциональности Оо,о5 ( допуском на пластическую деформацию 0,05%) при К, равном 0,3, как и в исходной зависимости (5.21). Данные расчета сТт по уравнению (5.21) хорошо согласуются со значениями Оо.гт определенными по зависимости (5.19), если в уравнении (5.21) К принимается равным 0,2, а время статического разрушения — 0,05 ч. Если взять в расчет фактическое для данного эксперимента время одно- [c.197]

На рис. 5.1. приведена диаграмма разрушения при динамической ползучести в безразмерных координатах время—прочность, соответствуюш ая диаграмме прочности при динамической ползучести, показанной на рис. 4.34. На рис. 5.1, а приведена диаграмма среднее напряжение —амплитуда напряжения ст , представленная в безразмерных величинах путем деления на эквивалентное статическое напряжение разрушения о , определенное с помощью уравнений, аналогичных уравнениям (4.85)—(4.87). Ниже описан метод определения а . Разрушение при ползучести происходит при достижении предельного значения накопленной ве- [c.130]

Минимальная величина эффективного коэффициента концентрации напряжений, получаемая из этих уравнений, может быть очень малой. Для определенного типа нагружения, например, для повторяющейся нагрузки, в области концентрации напряжений может иметь место значительная местная текучесть. Это дает в результате величину максимума среднего напряжения фактически меньшую, чем номинальное среднее напряжение, т. е. величина Кт может стать меньше единицы. Разрушение все же могло бы наступать в такой точке, поскольку в ней имеет место наибольшая величина амплитуды напряжения. Все другие формулы, рассмотренные до этого, дают минимум величины эффективного коэффициента концентрации напряжений Кт = К8 при статическом разрушении и, если Ks меньше единицы, эффективный коэффициент концентрации напряжений при разрушении за число циклов больше одного может стать меньше единицы- Однако величины эффективных коэффициентов концентрации напряжений, найденные из уравнений (7.21) и (7.22), могут оказаться даже ниже, чем величина Кз, которая может быть получена для среднего числа циклов. Это хорошо видно из уравнения (7.22) при отрицательном втором члене, т. е. при [c.207]

Это соотношение предназначено в основном для определения предела выносливости, но может быть также использовано для получения кривых постоянного срока службы, которые-обычно подобны друг другу, в общем, соотношение не удовлетворяет граничным условиям, когда близко статическое разрушение, так как кривая постоянного срока службы сохраняет кривизну и не переходит в прямую линию, составляющую 45° с координатными осями диаграммы предельных напряжений. Тем не менее, соотношение не дает величины переменных напряжений при нулевой постоянной нагрузке (Од). Отсюда это-простое соотношение имеет ограниченную область применения, обычно в районе предела выносливости. [c.433]

Нагруженность элементов машин и конструкций может быть описана различными математическими моделями нестационарных процессов. Общая методика описания и анализа таких процессов дана в гл. 1 и 4. Получаемая информация о распределениях амплитудных и средних напряжений циклов позволяет произвести полный расчет усталостной долговечности. Определение числа превышений процессом произвольного уровня дают возможность оценить вероятность статического разрушения. [c.198]

Поскольку в формулы для определения вероятности статического разрушения и для расчета долговечности при стационарных Гауссовских процессах нагружения в качестве основных характеристик входят средние частоты появления нулей щ и экстремумов йд, то точность их расчетного определения, проверяемая по данным, полученным непосредственно с осциллограмм реальных процессов, рекомендуется принимать в качестве критерия для выбора этой модели процесса. При этом одномерная плотность распределения процесса не должна противоречить распределению, характерному для данной модели случайного процесса. [c.221]

Метод определения вероятности разрушения при заданном запасе прочности. При вычислении запаса прочности по формуле (39) исходят из определенных значений для и Например, запас статической прочности [c.603]

В результате усталостная трещина достигает такой длины, при которой наступает быстрое разрушение. Окончательное значение /Стах в этой точке иногда оказывается равным Kui а часто даже превышает его. Это увеличение вязкости при разрушении еще не изучено полностью, хотя может быть объяснено с позиций допустимых уровней напряжения при нанесении трещины в стандартных образцах для определения вязкости разрушения (см. гл. V, раздел 13, и рис. 98). Это помогает объяснить, почему в некоторых участках усталостного излома, где значение /Стах было близко или превышало Ки< видны значительные следы монотонного статического разрушения. Монотонный рост трещины помогает также объяснить наблюдаемые в области С аномалии кривой скорости роста трещины. [c.236]

Наличие участков статического разрушения объясняет аномальные значения скорости роста трещины, полученные измерением расстояний между бороздками на поверхности излома в предположении равенства их числа числу циклов. При высоких значениях А/С часто оказывается, что определенная таким способом скорость роста трещины существенно ниже значений, полученных инструментальными способами. Это становится понятным, [c.239]

Первые работы по изучению влияния коррозии под напряжением на поведение образцов с заранее нанесенной трещиной были проведены на стандартных образцах для определения вязкости разрушения (см. рис. 64) или образцах с постоянной податливостью (рис. 129), подвергнутых статической нагрузке в соответствующей среде. Результаты испытаний [напр. 29] представлены на рис. 140 в виде соотношения между общим временем до разрушения и начальной интенсивностью напряжений /<,. Точка Кхс соответствует нулевому [c.246]

При отсутствии высокоскоростных машин статические испытания можно проводить на обычных машинах и сопоставлять результаты этих испытаний с результатами по определению работы разрушения, полученными на копре, со скоростью удара (5- 6)-10 м/с. Для статического нагружения рекомендуется использовать наиболее жесткие машины с податливостью не более 0,06 мм/кН, поскольку копры обладают весьма высокой жесткостью и сопоставлять результаты, полученные при динамическом и статическом [c.288]

Микромеханизм развития усталостного разрушения изучен слабо, несмотря на то, что усталости материалов посвящено большое количество исследований, проведенных в разных странах. Нет оснований считать, что этот механизм принципиально отличается от механизма развития пластической деформации и разрушения при статических или квазистатических условиях, хотя усталостное разрушение наступает при макронапряжениях, недостаточных для статического разрушения. Когда говорят о влияниях на усталость качества поверхности, надрезов, царапин, внутренних пороков, когда в ряде случаев вопрос об усталости материала заменяется вопросом об усталости тела, изготовленного определенным образом из этого материала, то надо иметь в виду, что детальный анализ напряженного состояния в окрестности различных изъянов и в испытуемом теле в целом дал бы возможность составить единую картину возникновения и развития усталостных разрушений в разных условиях в виде определенных критериев, включающих характеристики напряженного и деформированного состояний. [c.310]

Рис. 3.24. Виды образцов для определения вязкости разрушения при статическом нагружении

Теоретический анализ последовательности развития трещин показал [162, 163], что в момент начального развития разрушения фрактальная размерность может достигать 1,9, а далее она уменьшается и может находиться в интервале 1,3-1,5. Это согласуется с оценками фрактальных размерностей изломов при статическом разрушении. Наибольшая величина фрактальной размер-ности — 1,26 — была получена при хрупком межзеренном разрушении стали AISI 1008 на масштабном уровне 35-200 хм [142]. Следует подчеркнуть, что ее определение проведено на основе оценки шероховатости всего рельефа. Определенному интервалу изменения шероховатости рельефа соответствовала постоянная величина фрактальной размерности. [c.263]

Структурные признаки термоусталостного разрушения не являются такими определенными, как, например, при длительном статическом или усталостном разрушении. Термоцикличес-кое нагружение создает в материале как циклическое, так и статическое повреждение. Их взаимное соотношение определяется тремя переменными значением максимальной температуры, уровнем действующей нагрузки и длительностью цикла. Изучение влияния каждого из этих факторов (при неизменных двух других) показывает, что характер термоусталостного разрушения с изменением соотношения указанных факторов изменяется от усталостного до статического, при этом наблюдаются все промежуточные состояния. Общая тенденция такова при невысоких значениях температуры, малых уровнях нагрузки и отсутствии выдержек в цикле при = тах наблюдаются признаки усталостного разрушения, увеличение температуры, нагрузки и длительности цикла приводит к статическому разрушению. В книге приведены фотографии, свидетельствующие о том, что часто излом имеет признаки как того, так и другого вида разрушения. Диаграмма структурных признаков термоусталостного разрушения, построенная с учетом всех трех факторов, позволяет классифицировать вид разрушения и установить его причины. [c.191]

При исследовании свариваемости опытных сплавов использовали метод дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа [3]. Вязкость разрушения определяли при статическом изгибе образцов Шарпи с наведенной усталостной трещиной, используя метод эквивалентной энергии Ki d [4]. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами определения вязкости разрушения при плоской деформации, полученными в работе [5] на образцах Шарпи. [c.252]

Расчет строительных конструкций осуществляется в соответствии со строительными нормами и правилами [1]. Получаемый при этом уровень номинальной нагруженности сварных элементов и уровень концентрации напряжений свидетельствуют о возникновении в зонах концентрации локальных пластических деформаций, которые при повторном характере внешней нагрузки приводят к образованию трещины малоцикловой усталости. Так, при обследовании воздухонагревателей доменных печей появление трещин в кожухе было зафиксировано после 2—3 лет эксплуатации, что соответствовало 5 — 6 тыс. циклов. В подкрановых балках тяжелого режима работы повреждения в виде поверхностных трещин вдоль угловых швов приварки верхнего пояса к стенке наблюдались при числах циклов до 2 х 10 , или после 4 лет эксплуатации, в газгольдерах аэродинамических станций — после 4 X 10 циклов нагружения. Опасность появления трещин малоцикловой усталости в сварных конструкциях связана с тем, что трещина данной длины может при определенном соотношении уровня 4нагрузки, климатической температуры эксплуатации, скорости нагружения и других факторов оказаться критической, что приводит к катастрофическому хрупкому разрушению. Раз-рушение может наступить в разный период эксплуатации в зависимости от наступления критического сочетания инициирующих факторов. В этом заключается определенное отличие в разрушении циклически нагруженных конструкций по сравнению со статически нагруженными, основная масса аварий которых приходится на период эксплуатации с первыми похолоданиями при дальнейшей эксплуатации таких конструкций число хрупких разрушений резко сокращается (рис. 9.1). Для циклически нагруженных конструкций в первую зиму и во время испытаний разрушается только 34% конструкций от общего числа зарегистрированных разрушений. При последующей эксплуатации в течение примерно трех лет разрушения отсутствуют, и затем число разрушений начинает увеличиваться с 4 до 10% в год. Такой характер распределения разрушений конструкций под воздействием повторных нагрузок связан с необходимым периодом подрастания дефектов до критических размеров, и поэтому в течение определенного периода разрушения не наблюдаются. При дальнейшей эксплуатации идет накопление повреждений и развитие трещин усталости до образования полного разрушения. [c.170]

При определении сопротивления длительному статическому разрушению в диапазоне температур, характерном условиям эксплуатации элементов конструкций, возникает необходимость интерполяции характеристик механических свойств внутри интервала температуры при испытаниях, а также экстраполяции за указанный ин-гервал. Для этой цели используют параметрические уравнения длительной прочности. [c.201]

Рис. 3.4. Диаграмма определения статической трещииостойкости сварного соединения по критериям удельной энергии на зарождение трещины а, и развитие разрушения Ор в условиях испытания образцов с надрезом на изгиб

Некоторые недавние исследования указали на большую важность пластических деформаций, чем напряжений для определения разрушения, которое происходит при небольшом числе циклов. При разрушении в интервале от 10 до 10 000 циклов Лоу [136] нашел, что нанесение на график экспериментальных усталостных результатов в форме зависимости логарифма числа пластических циклических деформаций от логарифма числа циклов дало одну и ту же прямую линию для трех весьма различных сталей и для двух алюминиевых сплавов. Тевернелли, и Коффин [266] в обзоре литературы по усталости показали, что указанная выше зависимость справедлива для широкого круга металлических материалов и что обратная экстраполяция к статическому разрушению могла бы быть достигнута, если бы эта зависимость была выражена в виде [c.31]

Решение проблемы заканчивается определением вел1ичины эффективно. коэффициента концентрации напряжений Ка для всех возможных случаев. Величина этого коэффициента известна для двух предельных циклических режимов он уменьшается при переходе, например, от 10 циклов нагружения, когда Ка = = Ка, к нулевому числу циклов, т. е. 1к статическому разрушению, когда Ка = Ка- Поэтому эффективный коэффициент концентрации напряжений для произвольного числа циклов, приводящих к разрушению, удобно выразить в форме [c.188]

Первая область — статического и повторно-статического разрушения — характеризуется тем, что у образцов из пластических материалов разрушение происходит по шейке, образующейся при приложении от одного до нескольких десятков циклов нагрузки. Следует обратить внимание, что Tjj и так же, как и а , являются случайными величинами и подчиняются определенным законам распределения (рис. 2.3). [c.36]

Таким образом, по данным испытания uHnVtHApH4e KMX образцов на усталость разработана методика определения вязкости разрушения. Показано соответствие этих результатов с данными полученными при однократном статическом растяжении. [c.112]

Скорость разрушения определяется кооперативными процессами, прол исходящими на микро- и макроуровнях, и поэтому необходим учет как прочности межатомной связи в бездефектной кристаллической решетке, так и характеристик прочности и пластичности материалов с дефектами — дислокациями, вакансиями и т. п. на микро- и макроуровнях с учетом влияния исходной структуры на характеристики прочности и пластичности. В связи со сложностью поставленных механикой разрушения задач прямого эксперимента недостаточно для определения общих закономерностей разрушения материала с трещиной, а требуется привлечение подходов физики разрушения, позволяющих вникнуть в суть механизма явления. Но и это о мало, так как необходимо учитывать сложные по своему содержанию микропроцессы, оказывающие неоднозначное влияние на макропроцессы, определяющие в конечном итоге скорость разрушения. Переход от микроразрушения к макроразрушению может быть достигнут путем учета масштабного подобия. Это требует привлечения к а 1ализу механики трещин наряду с физикой прочности также теории подобия и анализа размерностей [28, 29]. Для применения теории подобия необходимо иметь большой объем предварительных данных и конкретных физических идей, позволяющих вывести уравнение, определяющее процесс. Если уравнение не удалось вывести, то применяют анализ размерностей [29]. Подходы механики разрушения позволяют рассматривать процесс разрушения как автомодельный, что упрощает решение задач механики трещин, ибо в условиях автомодельности необходимым и достаточным условием обеспечения подобия локального разрушения является использование только одного критерия подобия. К тому же теория подобия является своеобразной теорией эксперимента, так как позволяет установить, какие параметры следует определять в опыте для решения той или иной задачи [28]. Неучет этого фактора при определении критериев линейной механики разрушения привел к известным трудностям и к необходимости раздельного определения статической Ki . динамической Кы и циклической /С/с трещиностойкости. Однако каждый из указанных критериев, определенных экспериментально, без учета подобия локального разрушения, даже при одном и том же виде нагружения часто не дает сопоставимых значений из-за влияния степени стеснения пластической деформации на микромеханизм разрушения. [c.41]

По виду диаграмм статического разрушения (см. статью А. Н. оманова) может быть определен характер поведения материала при циклическом нагружении. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...