Рост трещины с докритической скоростью

Рост трещины с докритической скоростью [c.342]

В предыдущем разделе было показано, что увеличение коэффициента интенсивности напряжений или С путем вынужденного расширения трещин способствует их росту с докритической скоростью (рис. 9.6 и 9.7). Так как сопротивление материала распространению трещины / растет с увеличением а, то новое равновесие между О и / может быть получено вслед за любым изменением Съ Однако если непрерывно возрастает в зависимости от /Сь то достигается точка нестабильного роста трещины. Нестабильность может характеризоваться тем, что в этой точке сопротивление материала Я а), согласно уравнению (9.13), недостаточно чувствительно к скорости, чтобы компенсировать рост Сх. Следовательно, ускорение роста трещины происходит до такого значения ее скорости, при котором следует учитывать силы инерции и конечную скорость Ve распространения упругих волн [67, 181 —182]. До тех пор вкладом в Я кинетической энергии отступающих поверхностей разрушения пренебрегают. В точке начала нестабильного роста трещины в ПММА со скоростью - 0,1 м/с вклад кинетической энергии равен 6 Дж/м . При таких скоростях этот вклад представляет незначительную часть средней плотности энергии деформации, [c.359]

Действительно, корректная обработка многих результатов, полученных в самых разнообразных условиях, позволяет убедиться в выполнении соотношения Гриффитса Рс а. если брать для расчетов значения удельной свободной энергии тех поверхностей, которые реально успевают образоваться в ходе разрушения. Так, прочность композитов из кварцевого песка с хлоридом натрия, измеренная на воздухе и в воде, оказывается связанной с поверхностной энергией сухой и увлажненной силанольной поверхности [272]. Если же проанализировать результаты измерений скорости роста трещины во влажном кварце [298], то из анализа полученного отношения нижнего и верхнего пороговых значений фактора интенсивности напряжений можно сделать вывод, что при напряжениях выше верхнего порога рвутся силоксановые связи без участия воды, а при докритическом росте трещины успевает образоваться гидроксилированная поверхность и произойти ее [c.97]

Медленный рост трещины с докритической скоростью в полимере обусловлен процессами термомеханической активации, природа которых аналогична природе однородного разрушения, описанной в предыдущей главе, т. е. растяжением цепи, пластической деформацией, раскрытием пор, распутыванием цепи и ее разрывом. Однако скорость, с которой происходят эти процессы в поле деформаций, окружающих вершину трещины, выше, чем в любом другом месте материала. [c.343]

По-видимому, скорость роста трещины а в докритической области зависит от параметра Кь (При росте трещины с докритической скоростью параметр Къ характеризующий интенсивность напряжений, соответствует по определению параметру Кс, полученному для роста трещины с регистрируемой скоростью.) Установлено несколько соотношений между Кг и а. Одно из них было получено для описания роста трещины с докритической скоростью для ряда полимеров [3, 12,, 13] [c.354]

Данные по росту трещины с докритической скоростью, полученные различными исследователями [12—15] для ПММА, представлены на рис. 9.7. График в логарифмическом масштабе выявляет протяженный линейный участок (рост скорости а от 10 до 10 м/с в интервале значений коэффициентов интенсивности напряжения 0,8—1,4 МН/м ). [c.354]

Однако при торможении коррозии под механическим напряжением подобный метод оценки эффективности ингибиторной защиты неприемлем, В Этом случае эффективность ингибиторного действия следует характеризовать увеличением времени (или числа циклов нагружения) до разрушения, или степенью замедления скорости развития коррозионно-механической трещины. Установлено, что эффективные ингибиторы коррозии под напряжением, уменьшая скороСть докритиЧеского развития трещин, изменяют сам вид кинетической диаграммы А" , с помощью которой описывается рост трещины. [c.108]

Как уже утверждалось во введении к данному разделу, рост трещины в полимере с докритической скоростью обусловлен термомеханической активацией таких различных процессов молекулярного деформирования, как проскальзывание цепн, ее ориентация и раскрытие пустот. Количество рассеиваемой энергии зависит от частоты, природы, кинетики и взанмодейст-ния соответствующих процессов. Существует много известных попыток рассмотрения роста трещины с докритической скоростью как единого термически активируемого многоступенчатого процесса, характеризующегося единой энтальпией (или энергией активации) и единым активационным объемом. Несколько подобных кинетических теорий разрушения было рассмотрено в гл. 3 и 8. [c.358]

Переход от роста трещины с докритической скоростью к быстрому ее росту особенно явно выражен в ПММА, но более или менее явно обнаруживается во всех полимерах, подверженных хрупкому разрушению. Соответствующие критические величины Ki и Gj характеризуют процесс разрушения материала. В табл. 9.1 дан (неполный) перечень измеренных критических значений (Gi и / ie) и удельных энергий разрушения, относящихся к частным условиям проведения экспериментов (<3с, Gd, Giii). Здесь же указаны основные экспериментальные параметры и интервалы их изменения. [c.360]

Окружающая среда наряду с усталостью (или без нее) может способствовать стабильному распространению трещины. Явление и процесс самопроизвольного разрушения металлических тел под воздействием окружающей среды называется коррозией. В качестве коррозионной среды в условиях действия внешних нагрузок может выступать я водород, содержащийся в сталях. Для стапей источником водорода может быть вода или водяные пары при непосредственном с ними контакте чистой поверхности. Как показывают экспериментальные исследования, в атмосфере очищенного водорода при давлении 0,098 МПа докритический рост трещины в стали Н-11 происходит при меньшем значении коэффициента интенсивности напряжений, чем в обычных условиях. При этом трещина имеет большую скорость роста, чем в полностью увлажненной среде очищенного аргона (рис. 1.16). Это и есть непосредственная форма водородного охрупчивания [6]. Как известно, в стали водород может находиться в атомарном, а иногда и в ионном состоянии. При нормальных условиях в свободном состоянии водород находится в молекулярном состоянии. В то же время водород может диссоциировать в результате хемосорбции на железе. Это позволяет предпо.1Южи ть, что причиной хрупкости железа может быть абсорбированный водород. Хемосорбция водорода на железе происходит мгновенно, что подтверждается отсутствием инкубационного периода развития у инициированной трещины. [c.426]

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]

На рис. 10 приведен эскиз такого типа образца для четырехточечного нагружения изгибом. Стадия 3 (докритический рост трещины) протекает в условиях медленной динамической деформации в ее вершине. Поэтому применение испытаний с заданной скоростью деформации позволяет сократить прсщолжителыюпъ испытаний за счет ускорения инкубационного периода роста трещины на глащсих образцах (без концетграторов напряжений). [c.24]

При проведении коррозионно-механических испытаний конструктивных сталей на трещиностойкость обнаружено воздействие ряда газов из газовой фазы над нагруженным металлом на скорость докритического роста трещины. Доказано воздействие молекулярного водорода, связываемое с тем, что молекулярный водород диссоциирует на атомы на ювенильной поверхности развивающейся трещины, причем адсорбированный атом водорода является отрицательным концом диполя Ме-Н. Этот атомарный водород не может в большом количестве проникнуть в решетку металла за короткое время проявления эффекта облегчения роста трещины и вызвать водородную хрупкость стали. но формирует особые условия зоны предразрушения [6. 7]. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология