Пластическое разрушение и предел текучести

В процессе трения, как известно, важна специфика образования и разрушения фрикционных связей. Образование фрикционных связей характерно в основном для сухого трения, однако в той или иной мере оно реализуется и при гранич.ной смазке в условиях неоднородности микрорельефа поверхности и неравномерности распределения нагрузки на фактической площади контакта. Согласно теории И. В. Крагельского [255], различают пять видов фрикционных связей упругое оттеснение (деформация) материала, пластическое оттеснение (деформация) материала, микрорезание, адгезионное нарушение фрикционных связей, когезионный отрыв. Упругое оттеснение материала наблюдается в случае, когда действующая нагрузка не приводит к возникновению в зоне контакта напряжений, превышающих предел текучести. В этом случае такой важный трибологический параметр, как износ, возможен лишь в результате фрикционной усталости. Пластическое оттеснение происходит при контактных напряжениях, превышающих предел текучести (при этом износ определяется малоцикловой фрикционной усталостью). Мпкрорезание наблюдается при - напряжениях или деформациях, достигающих разрушающих значений (разрушение происходит при первых же актах взаимодействия). Адгезионное нарушение фрикционной связи непоередственно не приводит к разрушениям, но вносит определенный вклад в величину напряжений, действующих на контакт. Когезионный отрыв возникает в случае, если прочность фрикционной связи выше прочности нижележащего материала. [c.240]

Второй случай более сложен. Сначала Ф. Н. Шведов, затем Бингам предположили, что течение системы с малопрочной пространственной структурой начнется лишь тогда, когда напряжение сдвига Р превысит какое-то определенное критическое значение 9, необходимое для разрушения структуры, т.е. когда начнет соблюдаться условие Р — 0 > 0. Такое течение Бингам называет пластическим, а критическое (предельное) напряжение сдвига б — пределом текучести, [c.328]

Методы определения Кс строго регламентированы [3]. Критерий Кс дает удовлетворительные результаты, когда средние напряжения в ослабленном сечении не превышают предела текучести (ст<0,6ат). При этом размеры пластической зоны должны быть заметно меньше толщины модели (гпл<0,15) и длины трещины (Гпл<0,025 ). В противном случае неустойчивость трещины исследуется в рамках нелинейной механики разрушения, предполагающей наличие в кон- [c.122]

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]

При более исчерпывающем изучении прочности цемента при больших значениях напряжений в условиях ползучести Гори нашел, что кривая ползучести может рассматриваться как суперпозиция трех отдельных процессов или стадий. Основываясь на видоизмененной четырехэлементной модели Фойхта, которая содержит неньютоновский вязкий элемент и соединенный с ним параллельно пластический элемент (предел текучести), он рассчитал теоретическое распределение времен до разрушения в условиях ползучести, которое соответствует его экспериментальным данным. [c.367]

Малоцикловая усталость (или иначе повторно-стати-ческое нагружение) характеризуется номинальными напряжениями, большими предела текучести при каждом цикле нагружения возникает макроскопическая пластическая деформация число циклов до разрушения сравнительно невелико. [c.149]

НЫХ свойств материала. Распределение напряжений и смещений в этой области отличается от упругого распределения. В схеме квазихрупкого разрушения принимается, что область нелинейных эффектов мала сравнительно с длиной трещины. Это позволяет считать, что размер этой области и интенсивность пластических деформаций в ней целиком контролируются коэффициентом интенсивности К и пределом текучести оо,2. Эта область мала настолько, что поле напряжений вокруг нее все еще описывается асимптотическими формулами. [c.188]

Основные положения. В основе известных расчета на прочность используется линейная механика разрушения. При небольших сравнительно с пределом текучести, разрушающих напряжениях деталь находится в хрупком состоянии. Тогда справедливы асимптотические оценки напряженного состояния в окрестности вершины трещины и расчет на прочность можно вести по известному критерию Ирвина (К < Кс) линейной механики разрушения. С повышением уровня разрушающих напряжений зона пластических деформаций, окружающая вершину трещины, увеличивается в размерах. Если номинальное разрушающее напряжение больше предела текучести, то разрушение можно назвать квазихрупким. При этом асимптотические оценки напряжений у вершины трещины перестают быть справедливыми, понятие коэффициента интенсивности отсутствует и для расчета детали на квазихрупкое состояние требуются другие методы (даваемые нелинейной механики разрушения). На температурной зависимости разрушающего напряжения области хрупкого и квазихрупкого состояний отделяются так называемой второй критической температурой [10], т. е. той температурой, при которой номинальное разрушающее напряжение образца с трещиной равно пределу текучести при данной температуре. Поскольку разрушающее напряжение зависит от длины трещины, то при изменении длины трещины можем получать области хрупких и квазихрупких состояний при одной и той же температуре детали. Следовательно, желателен единый метод расчета для хрупкого и квазихрупкого состояния, поскольку расчет должен предусматривать варьирование длины трещины путем введения соответ- [c.229]

В элементах трубопроводов второго типа возникновение пластических деформаций недопустимо, так как они способствуют ускорению процессов коррозии под воздействием агрессивной среды. При напряжениях, превышающих предел текучести, коррозия материала трубы развивается более интенсивно, чем обычно, и в конечном счете приводит к разрушению даже при стационарном температурном режиме. Прочность элементов трубопровода такого типа считается обеспеченной, если наибольшее опасное напряжение не превышает допускаемого значения, определяемого делением предела текучести сгт на соответствующий коэффициент запаса. [c.107]

Обычно упругая система, потерявшая устойчивость, переходит к некоторому новому положению устойчивого равновесия, отличающемуся от первоначального. Этот переход в подавляющем большинстве случаев сопровождался существенными перемещениями, нарушающими возможность нормальной эксплуатации конструкции в связи с возникновением больших пластических деформаций или приводящими к полному разрушению конструкции. При потере устойчивости тонкостенной конструкцией нормальные и касательные напряжения в ее поперечных сечениях могут быть значительно ниже предела текучести. [c.197]

Пластичность, или пластическое течение, в отличие от двух предшествующих видов механического поведения является нелинейной при напряжениях, меньших (по модулю) некоторого т — предела текучести, или критического напряжения сдвига, деформация практически отсутствует, тогда как при достижении т = т начинается течение, и для последующего увеличения его скорости у не требуется существенного повышения т (рис. 3, в). Диссипация энергии составляет х у — это сухое (кулоновское) трение. В коагуляционных дисперсных системах — пастах, порошках — природа такого поведения связана с последовательными процессами разрыва и восстановления контактов между частицами, в системах же с фазовыми контактами их разрушение необратимо, и критическое значение приложенного напряжения соответствует прочности. [c.310]

При определенных частотах вращения ротор сепаратора может оказаться работающим в упругопластической области деформирования, что иногда приводит к разгерметизации ротора. Данное явление является недопустимым в условиях эксплуатации. В связи с этим расчет на прочность ротора следует производить так, чтобы напряжения ст ,а = а, в не превосходили порогового значения предела текучести о о и материал ротора работал бы в области усталостного разрушения, когда пластические деформации относительно малы. [c.326]

На рис. 2.27 представлены кривые долговечности, иллюстрирующие влияние начального напряжения Оо на время до разрушения образцов I. Сплошные линии на этом рисунке отвечают расчетным данным, точки-эксперименту. Характер кривых долговечностей для различных сталей одинаковый, чем больше значение параметра Оо, тем выше скорость коррозионного проникновения металла и ниже долговечность образцов. Однако, интенсивность снижения долговечности с увеличением Оо зависит от параметров кривой деформационного упрочнения и постоянной Ктв. При фиксированном Оо образцы из стали 20 разрушаются раньше, чем образцы из стали 10, имевшие меньшие значения С, т, Ктв (см.таблицу 2.2). Между тем, ресурс долговечности в пластической стадии деформации больше для стали 20. Это связано с тем, что сталь 10 имеет более высокое отношение предела текучести От к временному сопротивлению ав (для стали 10 - [c.132]

Установлены количественные зависимости эксплуатационных характеристик пластически деформированной стали от степени деформации и режимов деформационного старения. Предложен обобщенный критерий для оценки склонности стали к деформационному старению, выраженный через известные механические характеристики. Показано, что деформационное старение способствует сближению значений предела текучести и временного сопротивления стали, снижению характеристик трещиностойкости и сопротивления малоцикловому и коррозионно-механическому разрушению. [c.195]

В зависимости от коррозионной стойкости характерных зон сварного соединения с мягкой прослойкой возможна реализация с доминантным механохимическим разрушением по мягкому металлу зоны термического влияния или основному металлу (рис.4.25). Из этих схематизированных случаев разрушения большую опасность представляют те, когда механохимическое разрушение локализуется в металле мягкой прослойки (рис.4.25,б,д). В механическом плане модели разрушения, представленные на рис.4.25,а,б,в,д, практически адекватны. Поэтому достаточно рассмотреть кинетику механохимического разрушения образца с мягкой прослойкой в предположении соответствия со схемой, представленной на (рис.4.25,а). Как и ранее, положим, что механически неоднородный агрегат состоит из идеально-упруго-пластических металлов (а > а > а ). Начальные напряжения в образце, создаваемые постоянной во времени растягивающей силой, не превосходят предела текучести мягкого металла К<а ). [c.252]

В этом случае после прямолинейного участка упругой деформации ОА продолжается рост р при значительной деформации е (участок АВ). Этот участок отражает состояние суспензии, в которой начинается преобладание пластических деформаций над остаточными упругими деформациями, переходящих далее в пластическое течение. В этом случае разрушение структуры начинается в точке отрыва кривой от прямолинейного участка А, отвечающей пределу текучести, тогда как прочность характеризуется значением.Рт в точке О. [c.258]

Таким образом, зависимость т] — вырал<ается как для жидких, так и для твердых тел одной и той же кривой, приведенной на рис. 105, различия в этом отношении оказываются чисто количественными. Для твердых упругопластичных тел Ат] = = г)тах — Л на много порядков больше, чем для жидких, и при достижении предела прочности (текучести) наступает лавинное разрушение структуры с последующим пластическим течением. В упругохрупких телах течение не наблюдается, так как предел прочности, соответствующий хрупкому разрыву, достигается с ростом раньше, чем предел текучести. Однако если воспрепятствовать возникновению разрывов путем всестороннего сжатия, хрупкое тело становится пластичным. [c.278]

Эта картина соответствует твердообразному телу, если наибольшая пластическая вязкость ниже предела текучести велика по сравнению с наименьшей предельной вязкостью выше предела текучести. Твердообразность тела, наличие в нем пространственной сетки тем более выражены, чем больше разность между наибольшей вязкостью практически неразрушенной структуры и наименьшей вязкостью предельно разрушенной структуры и чем выше предел [c.10]

Высокое давление приводит к существенному изменению М. с. полимеров. Вызвано это тем, что модуль Юнга и модуль всестороннего сжатия полимеров превышают прочность и предел текучести не на 3—4 порядка, как у металлов, а всего на 1—2 порядка. Поэтому при напряжениях, значительно меньших разрушающего, может происходить изменение объема, сопровождающееся существенным изменением взаимодв1"1ст-вия структурных элементов полимера. У пластиков с ростом давления происходит повышение темп-ры стеклования, модуля Юнга, прочности при растяжении и сжатии и предела текучести. У полистирола, напр., при комнатной темп-ре и давлении 200—300 Мн/м (2000—3000 кгс см ) наблюдается переход от хрупкого разрушения к пластическому, причем предел текучести в области давлений выше критического практически линейно растет с повышением давления. Под влиянием высокого давления в полимерах может совершаться перестройка надмолекулярной структуры, как обратимая, так и необратимая. [c.119]

При приближении уровня упругих напряжений к пределу текучести рост доменов заканчивается формированием упорядоченной, ориентированной в направлении нагрузки структурой. Этому моменту соответствует максимальное значение р щ. Далее на характер кривой оказывают ачияние два процесса. Во-первых, в начальной стадии пластического деформирования происходит вытягивание зерен в направлении нагрузки. Однако одновременно с этим интенсивно растет число барьеров на пути электронов проводимости, что приводи к повышению удельного электрического сопротивления. На последующих стадиях наблюдается разрушение сформировавшейся упорядоченной доменной структуры, что приводит к уменьшению магнитной проницаемости ц,. [c.47]

Часто хрупкое разрушение конструкций происходит от катастрофического распространения трещин при средних напряжениях ниже предела текучести и кажущихся инженеру-конструктору безопасными. Подобные разрушения указывают на недостаточность классических методов расчета на прочность по упругому и пластическому состояниям. Они указывают на необходимость дополне- [c.150]

В процессе производства труб, монтаже и строительстве, а также при эксплуатации трубопроводов могут возникать общие и локализованные пластические деформации. Они способствуют деформационному охрупчиванию и старению металла. В связи с этим возникает опасность реализации хрупкого разрушения при наличии острого дефекта, как царапина (риска). Другим охрупчи-вающим фактором является отрицательная температура. Охрупчивание металла может происходить при одновременном действии механических напряжений и коррозионных сред, например, в сероводородосодержащихся. В условиях хрупкого или квазихрупкого разрушения разрушающие напряжения могут быть значительно меньше предела прочности и даже предела текучести. [c.294]

В разделе 5.2 дан анализ кинетики МХПМ и долговечности конструктивных элементов при упругих деформациях. За долговечность конструктивных элементов принималось время, в течение которого первоначальное эквивалентное напряжение достигает своего предельного значения, равного пределу текучести. Однако возникновение пластических деформаций не вызывает разрушения. После наступления текучести констрктивный элемент может сопротивляться действию внешних сил до тех пор, пока деформации (напряжения) не достигнут некоторого критического значения, вызывающего разрушение. В этом случае анализ долговечности значительно усложняется, поскольку кинетика МХПМ определяется двумя факторами напряжениями и деформацией. Кроме того, пластическая деформация, наряду с усилением коррозионного растворения металла, приводит к заметному деформационному утонению стенок оборудования. [c.314]

Надежная работа любой конструкции возможна в том случае, когда напряженное состояние в ней не достигает предельного. Применительно к тонкостенньм оболочковым конструкциям предельным считается состояние, когда в них появляются пластические деформации, т.е. эквивалентные напряжения, посчитамные по одной из гипотез разрушения, достигают предела текучести или превышают его. Однако в силу условности расчетных схем, статистического характера распределения физико-механических свойств в объек-в ма- [c.17]

Для типичных твердообразных тел характерен значительный предел текучести. Хрупкое тело разрушается при нагрузке, меньшей предела текучести (предела упругости). В большинстве реальных твердых тел пластические деформации наблюдаются прн всех нагрузках, но часто в области малых нагрузок ими можно пренебречь. В соответствии с этим предел текучести в той или иной степени является условным. Но если хрупкое тело подвергнуть всестороннему сжатию при высоких давлениях и предотвратить возможность его разрушения, то при достаточно высоких напряжениях оно может проявлять пластичность, т. е. необратимо деформироваться без потери сплоишости. [c.368]

Кривые течения жидкообразных структурированных систем могут быть представлены также в координатах вязкость — напряжение сдвига. На рис. VII. 13 показаны р р типичные кривые течения для таких систем в координатах скорость течения (деформации)—напряжение и ньютоновская вязкость — напряжение. Из рисунка видно, что их свойства могут быть охарактеризованы тремя величинами вязкости двумя ньютоновскими Т1 акс (для неразрушенной структуры), т]н н (для предельно разрушенной структуры) и пластической вязкостью г] в промежуточной области, моделируемой уравнением Бингама. Наличие структуры и ее прочность, особенно в жидкообразных системах, можно оценивать не только пределом текучести, но и разностью т]макс — Лмии. Чем больше эта разность, тем прочнее структура материала. Значения вязкости Т1макс и Лмин могут различаться на несколько порядков. Например, для 10%-ной (масс.) суспензии бентонитовой глины в воде Т1м кс . [c.378]

По современным представлениям [41-44], базирующимся в значительной мере на работах А. Ф. Иоффе, Н. П. Давиденкова и Я. Б. Фридмана, переход металла в хрупкое состояние наблюдается, когда разрушающее напряжение (сопротивление отрыву) становится равным пределу текучести. На микроскопическом уровне хрупкое разрушение происходит путем скола по плоскостям преимущественной ориентации решетки металла [45]. Важная роль при этом принадлежит механизмам ограничения пластического деформирования. Эти механизмы могут иметь различную природ , причем домиктфовакие любого из них определяется совок> пно стью большого числа факторов (температурой, скоростью деформирования, химическим воздействием и т. д). Общепризнанно, что на степень стеснения пластических деформаций оказывают влияние наличие в металле дефектов, конструктивных концентраторов напряжений, повышение плотности дислокаций, мелкодисперсные выделения [46]. [c.25]

Если величина приложенного напряжения близка к пределу текучести материала (5 > 0,6 то пластическая деформация будет идти в большом объеме у верпшны трешины и линейная механика разрушения, в частности, уравнения (2.1.20) и (2.1.21), оказывается неприменимой. Тогда используют нелинейную механику разрушения, учитывающую обшую пластическую деформацию разрушающегося тела. Разрушение в таких условиях типично для многих металлических конструкционных материалов. [c.49]

По результатам исследований поведения металла при циклических нагрузках установлено, что его разрушение связано с пластической деформацией, развивающейся в течение достаточно большого числа циклов нагружения. При этом величина пластической деформации за один шисл нагружения (особенно в случае материалов на основе железа) может соответствовать величинам,соизмеримым с микродеформацией в отдельных областях металла. Пластическая микродеформашм материала происходит, когда возникшие в материале напряжения меньше, чем его макроскопический предел текучести, наблюдаемый при испытании на растяжение [73]. [c.66]

Свойства полимера, в частности его пластическая деформация до разрушения, определяют оптимальное содержание волокна. Напримеру при применении полифениленсульфида и полиа-рилэфирсульфбна с боковыми кардовыми группами максимальная прочность достигается при содержании углеродных волокон 25% (объем.). Армирующий каркас из волокон уменьшает деформацию и таким образом способствует увеличению предела текучести и ударной вязкости композитов. [c.560]

Деформирование твердого тела в присутствии адсорбционно-активной среды в условиях, когда развития трещин и разрушения не происходит, позволяет выявить другую форму проявления эффекта — адсорбционное пластифицирование твердого тела. Сущность этой формы эффекта Ребнндера состоит в том, что адсорбционно-активные среды, понижая поверхностную энергию, облегчают развитие новых поверхностей, которое всегда происходит при деформировании твердого тела. При этом если к телу прикладывается некоторое постоянное усилие, то присутствие среды увеличивает скорость его пластического деформирования <1е/с1 (рис, XI—336) при постоянной скорости деформации уменьшается сопротивление деформированию (рис. XI—33а) снижается предел текучести Р. [c.342]

Свойства разрушенной структуры материала в условиях воздействия достаточно больших градиентов скорости в жвази-стационар-ном потоке (например, в ротационных вискозиметрах типа М. П. Во-ларовича [18] и т. п.) можно характеризовать динамическим пределом текучести Рв и наименьшей практически постоянной пластической (бингамовской) вязкостью рассчитываемой как [c.70]