Дефекты и концентрация напряжений

Трещины, являющиеся результатом концентрации напряжений, обусловленной дефектами формы и размерами резервуаров (трубопроводов). Это наиболее распространенная категория трещин. В процессе эксплуатации температура резервуаров (трубопроводов) не остается постоянной, что влечет за собой появление деформаций и напряжений. Так, при нагреве длина трубопровода увеличивается, при остывании уменьшается на 1,2—1,4 мм на 1 м длины на каждые 100°С изменения температуры. Это заставляет предусматривать специальные меры для восприятия тепловых изменений длины трубопроводов. Компенсация температурных удлинений трубопроводов только за счет упругого сжатия возможна лишь в случаях из- [c.136]

Сопротивление усталости деталей значительно снижается, если имеются резкие переходы, входящие углы и др. Чем резче переход и больше перепад сечений, тем выше местное максимальное напряжение. Следует отметить, что концентрация напряжений, вызванная фактором формы, усиливается технологическими факторами, например, вследствие перерезания волокон на участках переходов при горячей обработке детали вследствие литейных дефектов и т. д. [c.27]

Прочность кристаллов при растяжении и сжатии изменяется не только от их строения, но и от размера с уменьшением размера она возрастает. Увеличение прочности кристаллов с уменьшением их диаметра (или поперечного сечения) обусловлено повышением степени совершенства их строения и снижением концентрации опасных дефектов дислокаций, пор, трещин и т. п. Вместе с тем полученная при опытах прочность монокристаллов далека от их теоретической прочности, что свидетельствует о высокой степени дефектности их физической структуры. Дефекты кристалла (трещины, царапины, поры, включения) являются местом концентрации напряжений и зоной начала его разрушения при нагрузке. [c.341]

Поскольку в вершине трещиноподобного дефекта концентрация напряжений, критические размеры Ь р, а также уровень рабочих и испытательных напряжений достаточно высокие, то можно полагать, что значения [c.7]

Здесь следует вернуться к высказанному выше утверждению, согласно которому истинно адгезионное разрушение не может происходить, поскольку на субстрате всегда должны остаться частицы клея как минимум в виде мономолекулярного слоя. Хотя это положение вполне допустимо, приведенная выше классификация характера разрушения оправдана. Для практических целей не имеет решающего значения оценка числа молекул клея, оставшихся на субстрате, но адгезионное разрушение означает, что была допущена ошибка при поверхностной обработке субстрата, при нанесении или выборе клея, что привело к возникновению слабого пограничного слоя. Когезионное и смешанное разрушение дает информацию о прочности субстрата, дефектах, концентрации напряжений и т. д. [c.218]

Таким образом, возникновение пластических деформаций в окрестности вершины трещиноподобных дефектов способствует к снижению концентрации напряжений, что должно положительно сказываться на характеристиках работоспособности элементов сосудов и аппаратов. [c.57]

Трещины усталости — наиболее распространенный эксплуатационный дефект, появляющийся в результате действия высоких переменных напряжений. Трещины усталости возникают, как правило, в местах концентрации напряжений (галтели, резкие переходы сечений, подрезы, основание резьбы и зубьев шестерен, углы шпоночных канавок, отверстия для смазки и др.), а также в местах дефектов металлургического и технологического происхождения или следов грубой механической обработки поверхности (глубоких рисок, следов резцов и т. п.). [c.477]

Предварительная перегрузка в процессе гидравлического испытания (опрессовки) оборудования и трубопроводов (испытательное давление больше рабочего рр) приводит к изменению геометрии, свойств и напряженного состояния металла в окрестности дефектов. Эти изменения в основном связаны с возникновением в зоне дефектов локальных пластических деформаций и могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние сопротивлению разрушения. Одним из положительных эффектов опрессовки является С1 ятие сварочных напряжений. Установлено [4], что снятие сварочных напряжений возможно, когда напряжение от внешней нагрузки о достигает предела текучести металла Стт. Кроме этого, в окрестностях острых дефектов происходит снижение степени концентрации напряжений из-за притупления их вершины концентратора, возникновение остаточных напряжений сжатия и снижение изгибающих моментов при последующем нагружении рабочим давлением. К отрицательным эффектам предварительной перегрузки следует отнести докри-тический рост трещины, повышение чувствительности металла к деформационному старению, коррозии и др. Это обязывает производить эксплуатационные характеристики конструктивных элементов с учетом эффектов испытаний (опрессовки). [c.10]

Допускаемые напряжения на отдулинах рассчитываются как разность предела прочности в зоне сварного шва и эксплуатационных напряжений на отдулинах. Для температур свыше 700°С напряжения на отдулинах достигают 150-200 МПа [59, 60]. Поскольку в сварных швах происходит накопление усталостных повреждений за счет изменения конструктивной формы и наличия технологических дефектов, то для перехода от значений внешних нагрузок к локальным напряжениям необходимо иметь значения коэффициентов концентрации напряжений. Согласно методике [31, 59] [c.117]

Отсутствие совершенных средств контроля зарождения и развития повреждений металла, общепринятых принципов назначения новых сроков службы оборудования и трубопроводов с учетом их фактического состояния и условий работы не позволяют осуществлять высокоточное прогнозирование момента отказа конструкции. Оценку показателей надежности и определение остаточного ресурса оборудования и трубопроводов по зафиксированным параметрам их технического состояния проводят согласно научно-технической документации [57, 62-65] и методикам [30, 64, 66-81, 89 91]. Оценку фактической нагруженности оборудования и трубопроводов выполняют расчетными методами с учетом фактической геометрии и размеров конструкций, вида и величины выявленных дефектов и вызываемой ими концентрации напряжений, а также результатов экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния металла и изменения его физико-механических свойств. За исключением трещин механического или коррозионного происхождения развитие остальных повреждений трубопроводов прогнозируют по результатам внутритрубной или наружной дефектоскопии и контроля коррозии. [c.139]

Фактическую нагруженность объекта оценивают расчетными методами, принимая во внимание следующее реальные геометрию и размеры конструкции вид и величины выявленных дефектов уровень концентрации напряжений, вызываемых дефектами результаты исследования напряженно-деформированного состояния металла конструкции [88, 130] и изменения его физико-механических свойств. Кроме трещин механического или коррозионного происхождения развитие повреждений металла конструкции прогнозируют по результатам периодически проводимой диагностики. [c.167]

При кажущейся идентичности образцов группе присуще различие, например они содержат большое число дефектов различного размера и с различной концентрацией напряжений, и тот из них, который создает наибольшее напряжение в материале, определяет его прочность при разрушении. [c.61]

Все предшествующее рассмотрение касалось однородности распределения разрывов цепей в макромасштабе. До сих пор не учитывались эффекты ускорения концентрации напряжения при наличии микроструктурной неоднородности и кооперативного взаимодействия мест разрыва цепей. Подобные эффекты, по-видимому, не наблюдались при исследованиях разрыва цепей методами ИКС и ЭПР. Во всяком случае, они не влияют на огромную концентрацию мест разрыва цеией, накапливаемых перед окончательным разрушением материала. Данный факт, конечно, может свидетельствовать о том, что прц длительном деформировании разрывы цепей остаются изолированными дефектами и не вызывают нестабильного роста трещин. [c.254]

Теоретическая прочность при растяжении равна 10-20% от значения модуля Юнга (80-160 ГПа). Однако, как правило, этот показатель в настоящее время не превышает 3-5% от этой величины (в волокнах особого качества примерно 7 ГПа [9-71]). Данное обстоятельство можно объяснить неполной реализацией кристаллографической текстуры в моноволокнах, а также образованием на разных стадиях технологического процесса дефектов. Последние в связи с малой относительной деформацией У В становятся областями концентрации напряжений. Определение путей ликвидации дефектов, а главное повышение относительной деформации до разрушения до 10% создает возможности дальнейшего повышения прочности волокна. [c.567]

При сжатии микрофибриллы изгибаются и в местах концентрации напряжений разрушаются. Дефекты в У В еще больше [c.568]

Теоретический коэффициент концентрации напряжений для характерных дефектов определяется на основании справочных данных [3,7...10]. [c.133]

Прочность при одновременном разрыве всех химических связей вдоль поверхности разрыва относится к теоретической прочности 0т (при О К) или к предельной прочности Оп при температурах, отличных от абсолютного нуля. Причина низкой прочности реальных материалов (техническая прочность) заключается в наличии в них микротрещин и других слабых мест (дефектов) структуры. Под действием внешних или внутренних напряжений (I рода) возникают локальные концентрации напряжений, которые при относительно небольших нагрузках могут достигать теоретической прочности структуры. [c.281]

В образцах с дефектами, как искусственными (надрезами), так и естественными трещинами, происходит концентрация напряжений вблизи острого края дефекта. В этом месте образуется локальная зона пластической деформации, объем которой пропорционален коэффициенту интенсивности напряжений К — величине, характеризующей сложное напряженное состояние. Например, для тонкой пластины с трещиной длиной 21 К=а п1. От этой зоны появляются импульсы АЭ, число которых также связано с /С. Когда локальное напряжение превосходит предел прочности, происходит микроразрыв — скачкообразное увеличение дефекта он проходит через эту зону, в результате чего также появляются сигналы АЭ. При дальнейшем нагружении процесс повторяется. Таким образом, число импульсов N АЭ должно расти с ростом К. Связь эту определяет формула [c.175]

Более сложная проблема — контроль объектов с большой площадью поверхности. В этом случае определяют необходимое расстояние между ПЭП с учетом затухания ультразвука в выбранном частотном диапазоне, иногда — корректируют частоту. Преобразователи размещают на объекте так, чтобы обеспечить надежный контроль областей, где наиболее вероятно появление и развитие дефектов сварных соединений, мест концентрации напряжений. При контроле сосудов давления ПЭП размещают на расстоянии [c.181]

Дефекты структуры всегда являются концентраторами напряжений. Пример концентрации напряжения на микротрещине показан на рис. 10.4. При среднем напряжении а величина перенапряжения а в вершине трещины (показано стрелками) может превышать а в десятки раз. Действующее в вершине микротрещины перенапряжение о приводит к вынужденному перемещению части сегментов или групп сегментов (надмолекулярных структур), расположенных в непосредственной близости от вершины. Перемещение сегментов или надмолекулярных структур под действием механического напряжения облегчается тем, что в образце накоплен дополнительный свободный объем прн растяжении на первой стадии. [c.148]

Рис. 10.4. Концентрация напряжений при растяжении образца, имеющего дефект в виде микротрещины

В нагруженном кристаллическом полимере со временем может произойти некоторое увеличение наиболее опасного микродефекта. Концентрация напряжений в вершине такого дефекта может превысить величину, необходимую для образования шейки. Возникает удивительное на первый взгляд явление, когда образец с подвешенным грузом внезапно быстро (в десятки раз) удлиняется, образуя шейку, но не разрушаясь полностью. В результате образования шейки и ориентации полимер упрочняется и ползучесть прекращается. Практически, однако, такое самопроизвольное удлинение детали или конструкции под нагрузкой равносильно ее разрушению. [c.190]

Прочность тел характеризуется критическим напряжением Р, при котором наступает разрыв сплошности тела. Прочность реальных твердых тел в тысячи раз меньше прочности, рассчитанной для идеального кристалла. Это связано, как будет показано далее, с дефектностью их структуры. Дефекты различных размеров, развиваясь в процессе деформации, становятся местами концентрации напряжений. Критическое напряжение на наиболее опасных дефектах возникает при значительно меньших величинах напряжений. [c.12]

Формула (4.25) получена на основании решения краевой задачи теории оболочек. Предложенный подход можно использовать и для случая, когда зона коррозии охватывает часть периметра трубы, поскольку с уменьшением площади дефекта концентрация напряжений снижается (результат идет в запас прочности). По значению можно определять коэффициенты концентрации напряжений К<, и деформаций Ке при упруго-пластических деформациях на основании формулы Нейбера (а = Кд Ке). [c.269]

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимического оборудования объясняется тем, что существующие НД основаны в основном на критериях статической прочности. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которьгми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций. [c.4]

В месте выхода дефекта на поверхность непрокодированного участка трубы возможно возникновение концентрации напряжений. Рассмотрим случай, когда сплошная коррозия охватывает весь периметр трубы (рис.4.21). По данным работы [7] построена зависимость концентрации предельных напряжений Ог от относительного радиуса закругления (рис.4.22). [c.266]

Для оценки влияния концентрации напряжений на разрушающее окружное напряжение Оекр вводится коэффициент атр, характеризующий чувствительность тaJtи к дефектам и представляющий собой отношение разрушающих напряжений сосуда с дефектом Оекр к разрушающему напряжению бездефектного сосуда сГц р [c.5]

Сопротивление полимера удару снижается под действием всех факторов, вызывающих общее или локальное увеличение накопленной энергии упругой деформации при данном виде деформации, но не сопровождается непропорциональным ростом прочности. Таким образом, эффект концентрации напряжений с помощью надрезов, дефектов или включений в остальном неизменного полимера значительно снижает его сопротивление удару. Увеличение степени сшивки выше такого ее значения, при котором обеспечивается распределение нагрузки по всем цепям, лишь вызывает образование коротких, хорошо закрепленных сегментов цепей. Подобные сегменты в первую очередь должны перегружаться и разрываться при деформировании. Невысокое сопротивление удару полностью отвержденных ре-актопластов подтверждает сказанное. Усиление термопластов короткими волокнами, имеющими случайное распределение по длинам, более эффективно увеличивает их твердость, чем прочность, что приводит в итоге к уменьшению сопротивления удару. [c.276]

Смещение кромок - распространенный дефект, возникающий в результате накапливания погрешностей в процессе обработки заготовок на заготовительных и сборочносварочных операциях производства аппаратов. Смещение кромок приводит к дополнительной концентрации напряжений из-за возникновения изгибающего момента и увеличения у1 ла перехода от металла шва к основному металлу. В литературе имеется достаточно большое количество теоретических и экспериментальных работ, в частности, [2, 26 и др.]. Однако большинство из опубликованных работ посвящено оценке концентрации напряжений от действия краевых сил и моментов. Между тем, резкий переход от металла шва к основному металлу способствует возникновению еще большей концентрации в сравнении с действием изгибающих моментов. [c.3]

Напльшы, резко изменяя очертания швов, образуют концентраторы напряжений и тем самым снижают вьшосливость конструкции. Наплывы, имеющие большую протяженность, следует считать недопустимыми дефектами, так как вызывают концентрацию напряжений и нередко сопровождаются непроварами. Небольшие местные наплывы, вьпванные случайными отклонениями сварочных режимов от заданных, можно считать допустимыми дефектами. [c.79]

Введение нитевидных кристаллов (вискерсов) до 2,6-3% (объем.) в связующее увеличивает у однонаправленных пластиков прочность на сжатие, сдвиг, разрыв в трансверсаль-ном направлении [9-55]. Это объясняется снижением уровня концентрации напряжений в КМУП за счет увеличения числа дефектов при нагружении и торможения развития трещин. [c.552]

В формуле (292) II — энергия активации процесса разрушения, у — коэффициент (показатель концентрации напряжений), Т — температура. Величина То (То 10 с) оказалась практически одинаковой для любых твердых тел и их состояний. Энергия и сохраняется постоянной для данного вещества при любом воздействии (отжиге, механической обработке, легировании, облучении и т. д.). В отличие от Тц и 17о коэффициент у легко изменяется в зависимости от обработки тела. Член 70 выражает ту работу, которую в разрушении тела выполняет внешняя сила (напряжение о). Остальную часть работы, т. е. и — "уа, выполняют тепловые флуктуации. Из того факта, что при различных обработках данного вещества величина и остается постоянной, а изменяется лишь коэффициент 7, следует важное заключение межатомное воздействие, определяемое ближним порядком в расположении атомов, не меняется при варьировании состояния вещества. Меняется, следовательно, не атомное строение тела, а надатомное (субатомное), т, е. происходят изменения взаимодействия, формы и величины областей с размерами в десятки—сотни атомных. Наличие такой субатомной структуры или дефектов определяет локальные напряжения в теле, а изменение данной структуры ведет к изменению уровня перенапряжения (к изменению 7). [c.183]