Скорость роста трещин (механика разрушения)

СКОРОСТЬ РОСТА ТРЕЩИН (МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ) [c.145]

Методами механики разрушения установлены закономерности распределения упруго-пластических напряжений и деформаций в конструктивных элементах с технологическими дефектами, в том числе с угловыми переходами с нулевым и ненулевым радиусом сопряжения в вершине, а также их несущей способности и долговечности. Предложен метод расчета предельных состояний сварных сосудов с поверхностными дефектами. Произведена количественная оценка параметров диаграмм длительной статической и циклической трещиностойкости материала в условиях ВПМ. Объяснен механизм образования на диаграммах длительной статической трещиностойкости участков независимости скорости роста трещин от коэффициента интенсивности напряжений (плато). Теоретически и натурными испытаниями обоснованы методы обеспечения работоспособности сварных соединений со смещением кромок, основанные на регулировании свойств, размеров и формы зон с различным физико-механическим состоянием. Сформулированы закономерности накопления повреждений в материале в процессе гидравлических испытаний оборудования с целью выявления и устранения дефектов. [c.6]

Наиболее распространенной термообработкой алюминиевых сплавов с целью повышения стойкости к КР (особенно в случае склонных к КР сплавов серий 2000 и 7000) является перестаривание. По мере того как выделения становятся менее когерентными и постепенно снижается прочность, стойкость к КР часто возрастает весьма существенно. В результате достаточно высокую стойкость можно приобрести ценой умеренного понижения прочности. Например, перестаривание сплава 7075 в течение 10 ч при 435 К уменьшает предел текучести лишь примерно на 7 %, тогда как время до разрушения гладких образцов возрастает очень резко [2]. Рис. 25 иллюстрирует это в терминах механики разрушения при продолжительности обработки свыше 10 ч вязкость разрушения Ктс очень быстро возрастает, тогда как максимальная скорость роста трещины при КР (соответствующая плато, или области II [c.89]

Как указано в п. 5.2, для анализа предельных состояний П01-П03 и ПД1-ПДЗ характеристиками расчетных сопротивлений для случаев статического и циклического нагружения являются пределы текучести а од, пределы прочности сГц, относительное сужение площади поперечного сечения /, модули упругости Е. Эти характеристики входят в расчетные уравнения по п. 5.1. Оценки трещиностойкости для предельных состояний ПД2-ПДЗ осуществляются с использованием критериев линейной механики разрушения, KJ , а также скоростей роста трещин с11 / с1М. [c.166]

В основе второй группы методов лежат испытания образцов с предварительно созданными трещинами с использованием принципов механики линейного разрушения. Критерием стойкости к КР в этом случае является коэффициент интенсивности напряжения в вершине трещин, приводящий к началу стабильного роста трещины с последующим разрушением. Этот критерий определяется построением диаграммы интенсивность напряжения Кх — скорость роста трещины а/ г , где а — глубина трещины. [c.147]

Наряду с рассмотренным подходом, с учетом преимуществ и ограничений, рассмотренных ранее, для прогнозирования работоспособности сварных конструкций с начальными непроварами другими дефектами типа трещин целесообразно использование расчетов по методам механики разрушения. Для этого должны быть известны выражение для определения коэффициента интенсивности напряжений, характеристики материала Кисс и Ки, а также характеристика скорости роста трещины в конкретных, условиях нагружения. При наличии этих данных, которые получают на основе пробных испытаний, можно решить следующие задачи [c.161]

В литературе имеется много сведений об использовании при лабораторных исследованиях коррозионного растрескивания не гладких образцов, а образцов с надрезом или с предварительно нанесенной трещиной. Поступают таким образом с целью повышения воспроизводимости результатов, а также потому, что гладкие образцы при прочих равных условиях не разрушаются. Кроме того, при использовании образцов с надрезом или трещиной проще и легче определять некоторые параметры, в частности скорость роста трещины. Однако развитие в последнее десятилетие линейной механики разрушения (см. раздел 5.9) при- [c.317]

Хотя все три фактора способствуют увеличению сопротивления удару, корреляция будет ограниченной вследствие того, что релаксация определяется в линейной неупругой области напряжений и при малых скоростях деформации. Данные условия совершенно не соответствуют условиям испытания на удар. Количественное рассмотрение с точки зрения механики разрушения также должно учитывать начало роста трещины и ее распространение (гл. 9). [c.276]

Несмотря на то что было выполнено значительное количество исследований по различным аспектам образования трещин серебра, не существует общего мнения относительно механизма начала их роста. До сих пор не существует приемлемой теоретической модели, с помощью которой можно было бы предсказать, образуются ли в данном полимере при данных условиях трещины серебра или нет. А если это произойдет, то каково влияние температуры и скорости деформирования на образование и распространение трещины серебра. Конечно, это связано с тем, что начало роста трещины серебра зависит одновременно от трех групп переменных, характеризующих соответственно макроскопическое состояние деформаций и напряжений, природу дефектов, создающих неоднородность в материале, и молекулярные свойства полимера при данных температурных условиях и химической среде. Существует пять различных по смыслу моделей процесса возникновения трещины серебра, в которых используются различные определяющие параметры. Эти модели основаны соответственно на разности напряжений, критической деформации, механике разрушения, ориентации молекул и их подвижности. Результаты основных исследований и критерии начала роста трещин серебра, предложенные на основе указанных выше моделей, перечислены в табл. 9.4. [c.367]

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ СКОРОСТИ РОСТА КОРРОЗИОННО-УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН [c.20]

Дробно рассмотрены в гл. 8 (разд. 8.2.3). При этом остался открытым вопрос о механизме распространения усталостной трещины. Всестороннее освещение данного вопроса содержится в книге Херцберга Механика деформирования и разрушения промышленных материалов [3]. В данной работе или в обзорных статьях Плюмбриджа [217], а также Мэнсона и Херцберга [218] можно найти детальное описание различных стадий роста усталостной трещины, особенностей усталостного разрушения поверхностей, различных теоретических способов вывода уравнений для скорости роста трещины и кривых a—N для множества однородных и наполненных полимеров. Для металлов эти вопросы рассмотрены в работах [3, 217, 218]. Здесь будут приведены лишь некоторые последние результаты, непосредственно связанные с цепной природой макромолекул [173, 178, 191, 215—220]. [c.411]

Влияние размера зерна на растрескивание сталей исследовано достаточно полно. Общий вывод экспериментов, проведенных при измерении в широких пределах условий поляризации, состоит в том, что уменьшение размера зерна повышает стойкость к растрескиванию [16, 18]. Это наблюдалось для таких различных сплавов на основе железа, как сталь 4340 [13], АРС77 [23], мартенситно-стареющая сталь [27, 57], высокочистое л елезо [20, 50] и сплавы Ре—Т1 [20, 58]. В качестве примера на рис. 10 приведены данные для высокопрочной стали 4340 и сплава Ре—Т1 с низким уровнем прочности. Поведение высокопрочной стали (рис. 10, а) было исследовано методами механики разрушения. Результаты показали, что скорость роста трещины уменьшается при измельчении зерна [13], но поведение /Снф при этом неоднозначно наблюдалось как возрастание [23], так и постоянство этого параметра при изменении размера аустенитного зерна [13]. Здесь следует проявлять осторожность, так как для однозначных выводов необходим учет конкурирующих эффектов, связанных с влиянием уровня прочности. Сильная зависимость уровня прочности от размера зерна затрудняет раздельное определение роли этих факторов. [c.64]

Все высокопрочные алюминиевые сплавы чувствительны к межкристаллитному охрупчиванию в жидких металлах (ОЖМ). Было найдено, что следующие жидкие металлы способствуют охрупчиванию алюминиевых сплавов Hg, Ga, Na, In, Sn и Zn [94], Влияние жидкой ртути на субкритический рост трещины в высокопрочных алюминиевых сплавах при комнатной температуре интенсивно изучается. В противоположность испытаниям по времени до разрушения достижения механики разрушения позволяют количественно измерять скорость трещины как функции коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины. На рис. 20 показана типичная межкристаллитная трещина ориентации ВД в результате ОЖМ. Трещина на образце из сплава 7075-Т651 была заполнена ртутью при комнатной температуре. Соответствующая кривая V — К показана на рис. 34. Следует отметить очень высокую скорость роста трещины в области II кривой [c.221]

Таким образом, выход докритических трещин за пределы зерен повышает скорость их роста. Трещина движется уже в новых, выгодных для ее роста условиях и быстро достигает гриффитовских размеров, превращаясь в закритическую трещину. Начиная с этого мгновения, вся упругая энергия напряженной конструкции поступает в трещину. Теперь уже процесс становится либо подлинно хрупким, либо квазихрупким, т. е. ложно хрупким. Дело в том, что впереди такой трещины, как установил Ирвин, находится участок пластической деформации. Он хотя существует, решающей роли не играет. В закритическом состоянии рост трещины подчиняется механике. В результате ускоряется скорость роста трещины, которая достигает огромной величины (2000-2200 м/с), что вызывает разрушение поликристалла [6]. [c.32]

Более простые соотношения, учитывающие локальный характер разрушения в вершине трещины, были введены П. Парисом (P. . Paris). Особенностью соотношений явилось включение в них коэффициента интенсивности напряжений как меры всякого явления в вершине трещины, включая и скорость ее распространения. П. Парис, по существу, объединил теорию роста трещин при усталости с механикой разрушения. При этом им было сделано допущение, что нагружение по синусоидальному закону приводит к синусоидальному изменению поля напряжений у вершины трещины. Откуда следует, что скорость роста усталостной трещины в данном материале должна зависеть от размаха коэффициента интенсивности напряжений ЛК = К, ах " Kmiiv Тогда закон распространения усталостной трещины в общем в виде будет следующий [c.409]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология