ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оценка напряжений в области трещиноподобных дефектов из "Сертификация нефтегазохимического оборудования по параметрам испытаний" Механика развития трещин, часто называемая механикой разрушения, представляет собой раздел механики и физики твердого деформируемого тела, изучающий законы разделения кристаллического или континуального тела на части под действием механических усилий или иных внешних причин. Далее будем иметь в виду континуальное тело, наделенной феноменологическими свойствами, определяемыми экспериментально на стандартных образцах. [c.147] Разрушение - один из видов нарушения прочности. [c.147] Нарушение прочности конструкции или ее отдельного элемента может происходить в результате чрезмерной (упругой или пластической) деформации потери устойчивости разрушения. [c.147] Разрушение может быть частичным или полным. При частичном разрушении в теле возникают повреждения материала в виде отдельных трещин или в виде распределенной по объему дефектности материала, выражающейся в изменении (в неблагоприятную для прочности сторону) его механических свойств. При пoJшoм разрушении происходит разделение тела на части. [c.147] Разновидность пластического разрушения - разрыв после 100%-ного сужения шейки при растяжении, происходящий в результате исчерпания способности материала сопротивляться пластической деформации (особый вид нарушения прочности). [c.147] Идеально хрупкое (упругое) разрушение происходит без пластической деформации. После разрушения можно заново составить тело прежних размеров из осколков зазоров между ними. [c.148] Квазихрупкое разрушение предполагает наличие пластическое зоны перед краем трещины и наклепанного материала у поверхности трещины. Остальной, и значительно больший по величине, объем тела находится при этом в упругом состоянии. [c.148] В последнее время квазихрупким называют разрушение, при котором разрушающее напряжение в сечении нетто Окр выше предела текучести ат, но ниже предела прочности. На рис.3.1 показаны температурные области хрупких I, квазихрупких II и вязких (пластичных) III состояний. В области I скорость трещины велика, излом кристаллический в области II скорость трещины по-прежнему велика (0,2-0,5 скорости звука), излом кристаллический в области III скорость трещины мала ( 0,05 скорости звука), излом волокнистый [10]. [c.148] Усталость характеризуется номинальными напряжениями предела текучести повторное нагружение макроскопически происходит в упругой области, число циклов до разрушения велико. [c.149] Малоцикловая усталость (или иначе повторно-статическое нагружение) характеризуется номинальными напряжениями, большими предела текучести при каждом цикле нагружения возникает макроскопическая пластическая деформация число циклов до разрушения сравни-гельно невелико. [c.149] Трещины начинают развиваться задолго до полного разрушения при усталостном, пластическом и даже хрупком разрушении. Например, при однократном статическом растяжении гладкого образца момент появления первой трещины частичного разрушения соответствует ючке А на диаграмме растяжения (рис.3.2), причем чем чувствительнее метод дефектоскопии,тем ближе точка А располагается к началу диаграммы. [c.149] Отсюда следует, что трещина возникает и даже распространяется до исчерпания конструкцией своей несущей способности. Поэтому знание законов распространения трещины для регулирования роста трещины позволяет контролировать, тем самым, и несущую способность детали. Относительная продолжительность процесса усталостного разрушения образца с трещиной показана на рис.3.3. Штриховкой отмечено время развития трещины усталости в процентах по отношению к общей длительности жизни образца. [c.150] На рис.3.3 обозначено 1 - предельный случай однородного материала и однородного нагружения 2 - гладкий образец на воздухе 3 - надрезанный образец на воздухе 4 - гладкий образец в пресной воде 5 - гладкий образец в 3%-ном растворе НС/ 6 - гладкий образец из чугуна на воздухе. [c.150] НИЯ классических расчетов новыми методами на прочность, учитывающими законы зарождения трещин, а также новые характеристики материала, оцениваюидие стадию разрушения. [c.151] Развитие энергетики, авиационной и ракетной техники привело к тому, что раннее разрушение (в некоторых случаях) допускается в условиях эксплуатации конструкционных материалов. В связи с этим, наряду с оценкой чувствительности материалов к трещинам, большое значение начинает приобретать также и теоритический анализ трещин (механика разрушения). [c.151] Изучение процесса разрушения показало односторонность распространенного мнения о сопротивлении отрыву как о постоянной материала и привело к замене схемы одновременного (по всему сечению) разрушения схемой постепенно распространяющейся трещины. Типичным считается развитие трещины из одного или немногих центров. Квазиодновременность разрушения (при определении сопротивления отрыву) рассматривается как частный случай. [c.151] Одновременное разрушение (по всему сечению детали) определяет потолок прочности, т.е. по значению прочности, которое можно получить, идеализируя условия. В этом случае стадия разрушения занимает весьма малую часть общей продолжительности процесса деформации детали и максимальная нагрузка совпадает с полным разрушением. [c.151] При действии произвольной нагрузки на тело с трещиной, поверхности ее смещаются относительно друг друга. На основании принципа суперпозиции линейной теории упругости это смещение можно представить в виде суммы трех типов смещений. [c.152] Обозначение коэффициента интенсивности напряжений обычно содержит индекс I, П или III, указывающий к какому типу деформации трещин относится этот коэф-фициенг. [c.157] Вернуться к основной статье