Критерий разрушения энергетический

Ирвин показал эквивалентность силового критерия разрушения энергетическому критерию Гриффитса. [c.185]

Были предложены и более сложные критерии разрушения, например в теории Мора. Большое распространение получил энергетический критерий прочности Гриффита, который будет обсуждаться далее. В связи с важностью временного эффекта прочности механиками был построен ряд новых теорий прочности, учитывающих этот эффект (теории Ильюшина, Работнова, Новожилова, Баренблатта, Салгаиика, Качанова, Москвитина и др.) [4.1—4.7]L Некоторые из них будут рассмотрены в этой главе. [c.66]

Расчетные методы оценки предельного состояния долговечности базируются на силовых, деформационных и энергетических критериях разрушения в зависимости от специфики и конечной цели решаемой задачи. [c.56]

Оси 1 VI 2 совпадают соответственно с продольным и трансверсаль-ным направлениями в материале. Недостатки этой и других подобных теорий заключаются в том, что они не учитывают гетерогенную природу композиционных материалов, хотя в ряде работ, например [97], предпринимались попытки учесть микромеханику разрушения. Модификация энергетического критерия разрушения для плоско-напряженного состояния, который часто используется для анизотропных материалов, предложена в работе [98] условие разрушения при этом имеет вид [c.116]

Термодинамика разрушения, исходящая при анализе процесса разрушения из первого начала термодинамики, использует энергетический критерий разрушения. Анализ с точки зрения термодинамики и физики разрушения широко известной теории и критерия разрушения Гриффита приводит к заключению, что пороговое напряжение ос Гриффита не является критерием разрушения, а по физическому смыслу представляет собой безопасное напряжение оо. Этот вывод является одним из результатов подхода, объединяющего механику, термодинамику и физику разрушения в единую теорию прочности полимеров. Учет Салгаником квантовых эффектов в механике разрушения полимеров привел к уравнению долговечности, совпадающему нри разумных допущениях с уравнением Журкова. [c.104]

На основании вариационных формулировок энергетического критерия разрушения для предыдущих типов трещин изохронную вариацию функции Лагранжа предлагается брать в виде формулы (3.35). [c.198]

Оценку статической трещиностойкости производят на основании диаграммы разрушения в координатах усилие-раскрытие трещины [12]. Оценку критических напряжений и размеров трещин производят на основании силовых [12], деформационных [167, 208] и энергетических [227, 313] критериев разрушения. В последнее время широ- [c.42]

При эксплуатации трещина может расти под действием циклических нагрузок, вследствие влияния коррозионной среды или совместного влияния механической нагрузки и коррозионной среды. В этом случае трещина дорастает (медленно) до критических размеров, а затем быстро (за доли секунд) происходит окончательное разрушение. Несмотря на то что при этом в детали может не быть заметной макропластическая деформация, долом (нестабильная стадия распространения трещины) может происходить по хрупкому, вязкому или квазихрупкому механизмам. Практическое применение механик разрушения потребовало разработки силовых, деформационных и энергетических критериев разрушения, которые используют в зависимости от материала, условий эксплуатации и вида разрушения, [c.86]

Дадим в табл. 3.1 сводку основных критериев разрушения в хронологическом порядке [1]. Сводка не претендует на полноту и строгость хронологии, поскольку многие критерии обрастают эмпирическими коэффициентами и специфическими подробностями, извлекаемыми из конкретной области техники. Видно что, критерии разрушения можно подразделить на энергетические, силовые и деформационные. Их можно также подразделить по числу критериальных параметров, входящих в критериальные уравнения. Наконец, некоторые критерии разрушения отражают характер изменения критериальной величины с ростом нагрузки, давая тем самым возможность проследить за эволюцией процесса деформирования, приводящего к разрушению. [c.158]

Совершенно очевидно, что хотя энергетический критерий разрушения и выполнен, но если / С Р, то разрыв связи не произойдет, а энергия в звеньях цепочки, не будучи транспортированной к подлежащей разрыву связи, останется неиспользованной. [c.457]

Обратимся теперь к энергетическому критерию разрушения, предложенному Аланом Гриффитсом. Появившиеся в 1921 и 1924 1 одах работы Гриффитса по теории трещин считаются основополагающими, которые открыли- путь для теоретических исследований в области механического разрушения [9,12]. Кратко ее содержание сводится к тому, что при продвижении трещины на единицу площади (при этом образуются две ее поверхности) выделяющаяся энергия упругой деформации С расходуется на образование этой единицы площади, и тогда критерий разрушения принимает вид [c.174]

В основе рассматриваемого подхода определения КИН лежит энергетический критерий разрушения, который в интегральной форме имеет вид [1] [c.206]

Учет изложенных обстоятельств, по существу, и был положен уже в первую теорию разрушения — теорию Гриффита [1]. Действительно, Гриффит для полости (трещины) в напряженной упругой среде, не привлекая представления об атомности строения среды, рассматривал упругую энергию, запасенную в окрестности трещины. Именно из этой энергии черпалась работа для образования новых поверхностей при росте трещины. Отсюда и выводился энергетический критерий разрушения — условия разрастания трещин [c.455]

В квазихрупкой области для описания условий разрушения используют методы нелинейной механики разрушения. При этом анализируют деформационные или энергетические критерии разрушения. [c.95]

Исследования сопротивления хрупкому разрушению проводятся на основе анализа местной напряженности в вершине трещин с использованием силовых, деформационных и энергетических критериев разрушения. Полученные результаты исследований хрупкого разрушения нашли отражение в серии методических рекомендаций и нормативных материалах [153, 154, 178, 179] по проектированию сосудов давления. Дальнейшие работы по оценке сопротивления [c.150]

Другим важным вопросом обеспечения прочности и ресурса атомных реакторов, не получавшим отражения в традиционных расчетах энергетических установок по уравнениям (2.1) —(2.3), являлся анализ сопротивления деформациям и разрушению при циклическом нагружении [2,5—7,16]. Как следует из данных гл. 1, в процессе эксплуатации атомных реакторов число циклов нагружения на основных режимах изменяется в достаточно широких пределах — от (2- 5) 10 при гидроиспытаниях до (К2) 10 при программных изменениях мощности и до 10 —10 с учетом вибро-нагруженности. Систематические исследования прочности в этом диапазоне числа циклов были начаты применительно к энергетическим установкам в середине 50-х годов, а в середине 60-х годов были сформулированы основные (преимущественно деформационные) критерии разрушения и свойства диаграмм циклического деформирования [17, 18 и др.]. По опытным данным, полученным на лабораторных образцах, было показано, что при числе циклов до 10 циклические пластические деформации оказываются сопоставимыми (в диапазоне числа циклов 10 —10 ) или существенно большими (в диапазоне числа циклов 10 —5 1 О ), чем циклические упругие деформации. При этом в зависимости от типа металлов и условий нагружения (с заданными амплитудами деформаций или напряжений) пластические деформации по мере увеличения числа циклов могут возрастать (циклически разупрочняющиеся металлы), уменьшаться (циклически упрочняющиеся металлы) или оставаться постоянными (циклически стабильные металлы). Указанные особенности поведения металлов при циклическом упругопластическом деформировании обусловливают нестационарность местных напряжений и деформаций в зонах концентрации при стационарных режимах внешних нагрузок. Для малоцикловой области уравнения кривых усталости и сами кривые усталости при числах циклов 10°—10 представлялись не в амплитудах напряжений (как для обычной многоцикловой усталости при числах циклов 10 -10 ), а в амплитудах упругопластических деформаций. [c.40]

К механике разрущения примыкает термодинамический подход к разрушению, поскольку в нем рассматриваются энергетические критерии разрушения, аналогичные тем, которые применяются в механике разрушения. [c.59]

Теперь нужно применить энергетический критерий разрушения к этой модели. Гриффит показал что увеличение энергии упругой деформации вследствие наличия трещины для плоского напряженного состояния равно [c.140]

Применяя тот же подход, использующий энергетический критерий разрушения, различные авторы получили формулы для других видов напряженного состояния. Эллиот [4.59] для внутренней круглой трещины диаметром /о в стержне получил [c.89]

Было предпринято много попыток разработать критерии разрушения волокнистых композиционных материалов при сложнонапряженном состоянии, причем большинство предполагаемых критериев подобны энергетическому критерию Мойзеса для пластичности гомогенных твердых тел. Например, авторы работы [96] предположили, что разрушение стеклопластиков при действии плоских напряжений (ац, 022, г 2) происходит при выполнении условия [c.116]

Учение о прочности развивалось первоначально на основе представлений теории упругости и пластичности, в рамках механики сплошных сред. Не претендуя на детальное микроскопическое описание разрыва тел, теория прочности исходила из энергетического критерия разрушения и из расчетов на основе теории упругости локальных перенапряжений вблизи полостей и трещин. Согласно Гриффиту [1], разрыв идеально упругих тел считался возможным, если количество упругой энергии, освобождающейся при росте трещин разрушения, было достаточным, чтобы скомпенсировать затраты энергии на образование новой поверхности разрыва. В теории Гриффита и его последователей энергетический критерий служил средством определения состояния неустойчивости напряженных тел с трещинами. Такой же чисто механический подход к проблеме разрушения (который условно можно назвать также и статическим подходом) сохранился и впоследствии, когда твердые тела стали рассматриваться как конструкции из атомов, связанных силами сцепления. [c.7]

Это означало, что напряжение в верщине растущей трещины оказалось по величине порядка теоретической прочности материала. Таким образом, произведенная оценка показывала известное соответствие энергетического и силового критериев разрушения. Однако следует признать, что подобная оценка весьма груба и не может претендовать на точность большую, чем сотни процентов. Если локальные напряжения больше, чем теоретическая прочность материала, то это не страшно разрушение (разрастание трещины) будет происходить. Но если локальные напряжения хотя бы немного меньше, чем теоретическая проч- ность, то в рассматриваемом статическом случае механическое разрушение не сможет развиваться, хотя энергетические условия и позволяют это. К сожалению, пока не проделаны достаточно точные вычисления для трещин, которые позволили бы внести полную количественную ясность в вопрос о соотношении энергетического и силового критериев, хотя в последние годы внимание к этому вопросу увеличилось [506]. Можно лишь отметить, что как прежняя [823], так и недавние [506] оценки соответствия энергетического и силового критериев обладают, как правило, тем методологическим недостатком, что рассматривают энергетическое и силовое состояние малой области (атомных размеров), приписывая фактически окружающей среде свойства абсолютной жесткости. Тогда соответствие критериев становится тривиальным, как это имело место для разрыва единичной связи (см. выше). [c.456]

Механическая работа внешних сил вызывает соответствующее увеличение энергии деформащ1и. В то же время увеличение длины трещины приводит к релаксации напряжений, что, в свою очередь, вызывает изменение энергии деформации по закону упругости. Отсюда получаем энергетический критерий разрушения [c.194]

При этом выявляется и несомненное расхождение между энергетическим и силовым критериями разрушения связей. Для достаточно длинных цепочек разрушение энергетически возможно, когда растягивающая сила еще не в состоянии разорвать связи. Нетрудно видеть, что при условии № п = О [c.457]

Выше было отмечено, что состояние неустойчивости в модели с трещиной может рассматриваться двумя способами, и в основном был проанализирован энергетический подход. Второй критерий разрушения, который обсуждается в литературе, определяется из предположения, что разрушение происходит тогда, когда локальное напряжение достигает определенной предельной величины, соответствующей истинной прочности материала. Так как локальные напряжения достигают наивысшего значения вблизи вершины дефекта, то ясно, что здесь и происходит разрушение. Поэтому применение принципа предельных напряжений требует рассмотрения поля напряжений именно в области дефекта. [c.138]

Примечания I. Связь между силовыми, энергетическими и деформационными критериями разрушения [c.79]

Силовые, энергетические и деформационные критерии разрушения взаимосвязаны (см. табл. 14). Экспериментальные методы определения этих критериев подробно рассмотрены в работах [5, 28, 35, 39, 59, 62, 67 и др.]. Основные образцы, применяемые для определения Ki, приведены в табл. 16. Форму и размеры образца, расположение трещины, характер распределения номинальных напряжений учитывают путем введения поправочных функций. Методы наблюдения за развитием трещины подробно рассмотрены в упомянутых ранее работах. [c.90]

Важен вопрос какую теорию прочности использовать при определении расчетного сопротивления. Как известно, при расчетах используется ряд теорий прочности или критериев разрушения критерий наибольших нормальных напряжений, критерий наибольших касательных напряжений, критерий наибольшей интенсивности касательных напряжений (энергетическая теория), критерий Мора и др. Исходя из экспериментальных данных при расчетах можно использовать следующие теории прочности [c.161]

Гриффитс предложил для решения поставленной задачи энергетическую формулировку критерия разрушения на основе закона сохранения энергии трещина начнет распространяться, когда при вариации длины трещины (а >0) приращение поверхностной энергии компенсиру- [c.178]

Таким образом, имеем две эквивалентные формулировки критерия разрушения - трещина получает возможность распространяться тогда, когда интенсивность осво-бож-дающейся энергии G достигает критической величины G = 6F/6S = 2у = onst (энергетическая) коэффициент интенсивности напряжений К достигает критической величины Кс = onst (силовая). [c.187]

Решение проблемы надежности в ее различных вариантах осуществляется на основе использования силового Кп или энергетического Сп критериев разрушения (индекс п определяет механизм раскрытия трещины- отрыв, сдвиг, поперечный сдвиг) Коэффициент интенсивности напряжений К , введенный Д Ирвином, полностью характеризует поле напряжений при вершине трещины Вязкость разрушения определяет удельную энергию, выделяющуюся лри продвижении трещины. Теоретическая и практическая значимость фитерия Кл обусловлена его зависимостью от рабочего напряжения и параметра, который непосредственно характеризует степень поврежденности материала- длины трещины I. Эта зависимость выражается формулой [38] [c.28]

Таким образом., полученные соотношения (3.10) позволяют установить эквивалентность силового критерия разрушения Ирвина энергетическому критерию разрушения Г риффитса [c.175]

Как видно, кривые (7в(/) пересекают кривые 7(/) при некоторых значениях растягивающей силы. В точках пересечения барьеры для разрыва и восстановления связей равновелики 11 = и. Легко видеть, что условие равновеликости барьеров соответствует энергетическому критерию разрушения, здесь ]) = О. Согласно [44, 863] равновеликость барьеров можно рассматривать как критерий необратимости процесса разрушения. Этим определяется и так называемая безопасная нагрузка [863, 873, 874]. При напря-л<ениях, меньших безопасного , процесс восстановления становится более вероятным, чем процесс разрушения наоборот, при напряжениях выше безопасного преобладает процесс разрушения [c.463]

Следовательно, критическое напряжение разрушения не одно и то же для двух рассматриваемых состояний. Э от вопрос был в дальнейшем изучен Сведлбу, который показал, что общепринятое выражение для критического напряжения в большей степени соответствует модели, в которой в пределах трещины действует двухмерное гидростатическое давление, чем модели, в которой на внешних границах приложено равномерное напряжение растяжения. Кроме того, было показано, что вид окончательного выражения зависит от деталей схемы нагружения. Соотношение между продольными и поперечными напряжениями было определено при рассмотрении действия поля произвольных двуосных напряжений на модель бесконечной пластины Гриффита — Инглиса. (Гриффит рассматривал этот случай но отдал предпочтение предельному напряжению, а не энергетическому критерию разрушения ). Напряжение Зх приложено параллельно, а — перпендикулярно направлению центральной трещины длиной 2с. Полученные уравнения разрушения имеют вид [c.130]

В вышеприведенном анализе исходили из того, что законы механики сплошной среды непосредственно применимы к рассматриваемой системе. По отношению к реальным системам, имеющим заостренные трещины, это допущение не может быть справедливым для участка около вершины трещины на расстояниях, соизмеримых с молекулярными размерами. Поэтому необходимо рассмотреть соотношение между двумя критериями разрушения, принимая во внимание атомное строение вещества. Из термодинамической природы энергетического критерия вытекает, что должно быть дополнительное условие для разрушения. Рассматривая геометрическую форму вершины трещины, Орован попытался показать, что здесь также достигается условие разрушения, поскольку локальные напряжения становятся равными теоретической прочности (молекулярной когезии). [c.141]

Эта формула аналогична выражению, выведенному с помощью энергетического критерия, и отличается только небольшим числовым коэффициентом. Отсюда следует, что когда удовлетворяется энергетический критерий разрушения, локальное напряжение в вершине трещины в материале приближается к силе молекулярной когезии, следовательно, одновременно удовлетворяется критерий предельного напряжения. Более полный и точный анализ этой проблемы провел Элиотт, который вывел уравнение для напряжения и смещения, применительно к линейным и дискообразным трещинам в двух- чи трехмерных безграничных изотропных упругих телах, подвергнутых растягивающему напряжению Затем была рассмотрена атомистическая модель, в которой трещина находится между плоскостями решетки, разделенными в не- [c.142]

Здесь существенно использование величины энергии, затрачиваемой на раскрытие трещины у, кай независимой характеристики материала, несводимой к параметрам, определяющим его упругие свойства. Этому равенству может быть придан конкретный вид, если задана гео1иетрическая форма трещины, что позволяет рассчитать распределение напряжений и функцию V и количественно сформулировать энергетический критерий разрушения. В общем случае он может быть записан через критическое напряжение а, которое пропорционально (Еу) , а коэффициент пропорциональности, выражающийся через геометрические характеристики конкретной задачи, отражает эффективную концентрацию напряжений у вершины растущей трещины. [c.235]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология