Рост трещин

Кроме того, масло может непосредственно проникать в трещины. При этом полагают, что если масло, проникшее в трещину, имеет возможность выйти из нее в промежуток между двумя повторяющимися контактами, то рост трещины будет не столь значительным. Если же заполненная маслом трещина полностью изолируется от поверхности, наблюдается прогрессивное образование питтинга [271]. [c.252]

Скорость роста трещин, мм на 100 000 циклов При 100 С. 0.44 [c.408]

Но это же свойство воды вызывает эрозию поверхности Земли. Дождевая вода проникает в микроскопические трещины. После замерзания она расширяется и увеличивает трещины. По прошествии многих лет это явление совместно с другими процессами приводит к тому, что ск.члы измельчаются и превращаются в почву. Автомобильные дороги разрушаются подобным образом, но только быстрее, поскольку автомобильное движение также способствует росту трещин на полотне дороги. Рытвины увеличиваются особенно после зимы от чередования заморозков и оттепелей. [c.34]

Такой подход позволил увязать лабораторные результаты, полученные на модельном материале (на органических веществах), и данные о скорости внедрения магматических интрузий на Гавайских островах [281]. Скорость роста трещины (у), вязкость жидкости (т]) и давление (р), по отдельности [c.94]

Для описания зависимости скорости роста трещины и от фактора интенсивности напряжений предлагалось несколько выражений, из которых чаще всего используются два [292, 293] [c.96]

Результаты многочисленных работ по статической усталости и по кинетике роста трещин часто обсуждаются в терминах коррозии под напряжением . Если под коррозией понимать растворение с переходом атомов твердой фазы в объем раствора, то такой процесс действительно иногда вносит существенный вклад в общую картину [297]. Однако чаще всего судьба атомов, образовавших связь, после ее гидролитического расщепления несущественна. В ряде случаев можно утверждать, что они остаются на месте, так как активная среда не образует жидкой фазы, а присутствует в виде адсорбционного слоя [268]. Однако даже если они переходят в раствор (может быть, с переотложением в другом месте, если раствор насыщенный), то мерой действия среды все равно может служить работа адсорбции, хемосорбции или топохимической реакции, т. е. термодинамика поверхностных взаимодействий. [c.97]

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]

По-видимому, медленный рост трещин в силикатных породах представляет собой самую распространенную форму проявления эффекта Ребиндера в естественных условиях. Подробное обсуждение возможного влияния различных геологических факторов на этот процесс содержится, в частности, в работах [286, 297]. [c.98]

Подобное условие получается с использованием энергетического подхода Гриффитса, согласно которому трещина переходит в неустойчивое состояние, когда скорость высвобождения упругой энергии (<1 ) при образовании трещины в пластине превзойдет прирост поверхностной энергии(ёП). В период устойчивого роста трещины, освобождаемая потенциальная энергия расходуется на образование новой поверхности трещины с1 У = с1П = где у - плотность поверхностной энергии (работа, необходимая для образования единицы свободной поверхности). Освобождаемая энергия W пропорциональна объему полости, образованной трещиной и средней энергии деформации [c.120]

В области сравнительно низких скоростей роста трещин/V < 10" м/цикл кривая трещиностойкости отсекает на оси абсцисс отрезок К(ь, называемый пороговым КИН. При Ктах < Кгь трещина не развивается на протяжении базы испытаний. В области высоких скоростей роста трещин (V > 10 м/цикл) кривая трещиностойкости асимптотически приближается к прямой Ктах = Кгс При Ктах = Кгс наступает долом конструктивного элемента. Критические значения КИН Кс и Кгс не однозначны, однако в ориентировочных расчетах можно принимать Кгс Кс. Значение Кгс имеет больщое практическое значение, поскольку оно позволяет устанавливать безопасные характеристики циклического нагружения и размеры трещин. Параметр К1ь зависит от исходных механических характеристик материала, внещней среды и др. При отнулевом (пульсирующем) цикле нагружения величина Ксн связана с пределом текучести СТт от следующей эмпирической зависимости [13] [c.140]

Отсюда следует, что трещина возникает и даже распространяется до исчерпания конструкцией своей несущей способности. Поэтому знание законов распространения трещины для регулирования роста трещины позволяет контролировать, тем самым, и несущую способность детали. Относительная продолжительность процесса усталостного разрушения образца с трещиной показана на рис.3.3. Штриховкой отмечено время развития трещины усталости в процентах по отношению к общей длительности жизни образца. [c.150]

Предполагается, что точки приложения внешних сил не смещаются с ростом трещины и, следовательно, работа внешних сил при этом равна нулю. [c.175]

Эта теория не учитывает медленный докритический рост трещины, наблюдаемый экспериментально. В действительности быстрый рост трещины наступает после предварительного медленного устойчивого роста так, как показано на рис.3.25. Докритический рост трещины может быть объяснен наличием пластической зоны перед концом трещины. Из формулы Гриффитса (3.15) следует, что [c.182]

Соотношения (3.20) и (3.26) Ирвина являются основными в линейной механике разрушения и с их помощью проводится как расчет предельного состояния элемента конструкции с трещиной, так и оценка механических свойств материала, описывающих его способность тормозить рост трещины. [c.188]

Обычно процесс роста трещины состоит из нескольких стадий, каждая из которых относится к определенному типу. [c.191]

В условии (3.28) работа внешних сил и потенциальная энергия деформации не связаны теоремой Клапейрона (из-за релаксации напряжений с ростом трещины). Формально можно представить в виде суммы [c.192]

Т и п II. Движущиеся неустойчивые трещины Это рост трещины, который происходит при постоянных внешних силах, в некоторых объемах тела механическое равновесие не сохраняется. Самопроизвольный рост трещины (при постоянных внешних силах) - результат отсутствия механического равновесия. Каждое из промежуточных состояний при росте трещины является термодинамически и механически неравновесным. Трещина растет до тех пор, пока система не придет к состоянию механического и термодинамического равновесия, т.е. к полному разрушению тела, или к достижению длины, соответствующей устойчивому механическому равновесию при данных значениях внешних сил. [c.194]

Стационарный неравновесный изотермический рост трещины. Пусть тело состоит из двух зон некоторой зоны, содержащей трещину и имеющей постоянную температуру Ть и остальной части тела с температурой Тг (Т >Т2). В зоне, содержащей трещину, в связи с приращением длины трещины, выделяется энергия в виде тепла, представляющая собой энергию, неизрасходованную на разрушение, т.е. 6 Р1 = - 6Ь, где введено обозначение [c.195]

Нестационарный неравновесный адиабатический рост трещины. Адиабатическое состояние разрушения возникает, если трещина развивается с такими скоростями, при которых не успевает произойти перенос тепла через границу некоторой зоны, содержащей трещину если мала теплопроводность материала (неметаллы) если тело имеет относительно малые размеры при большом тепловом сопротивлении на границе тела. [c.196]

Нестационарный неравновесный политропический рост трещины. Отрицательный поток энтропии не компенсирует положительное возникновение внутренней энтропии и энтропия тела возрастает в процессе роста трещины. [c.197]

Неустановившееся развитие трещин. Рост трещины происходит при постоянных внешних нагрузках в результате изменения во времени некоторых параметров системы, например, свойств материала. [c.197]

Рост трещины вызывается и сопровождается резкой и явной зависимостью внешних сил от времени. [c.197]

Если плотность материала и скорость роста трещины велики, то необходимо учитывать инерционные и волновые эффекты, возникающие в результате роста трещины (как, впрочем, и для трещин типа II). [c.198]

Определение медленного докритического роста трещины с ростом нагрузки. Варьированное состояние совпадает с действительным состоянием равновесия, в котором внешние нагрузки имеют другое значение. Для двумерной задачи [c.219]

Долговечность сосудов определяется на предположении об эволюции дефектов в следующей последовательности не обнаруживаемые методами контроля дефекты i i подрастают под воздействием циклического нагружения д<Ь размеров обнаруживаемых дефектов (.2, затем достигают размера - дефекта, подлежащего удалению (ремонту), затем возрастают до размеров наибольшего допустимого дефекта q, а затем критического кр, после чего наступает процесс хрупкого разрушения. Таким образом, если определить величины р, q, и кр, знать скорость роста трещин и количество и количество циклов нагружения в год, то можно рассчитать срок службы (долговечность) конструкции. Поэтому скорость роста трещин является одним из наиболее значимых пара- [c.242]

Графики, иллюстрирующие зависимость скорости роста трещин от Ki рассматриваемых марок сталей, представлены на рис.4.1. Н/мм (рис. 4.2). В квадранте 1 на оси абсцисс находим [c.243]

Скорость роста трещины описывается уравнением [1] [c.336]

Предлагается следующее уравнение для оценки динамики роста трещины при малоцикловом нагружении и коррозии [c.338]

В условиях эксплуатации, когда практически невозможно избежать образования трещин под действием тепловых напряжений, энергия упругой деформации, накопившаяся до момента образования трещин, вызывает растрескивание. Следовательно, чем больше величина энергии упругой деформации и меньше величина энергии растрескивания, необходимая для образования трещин, тем больше поверхность возможного растрескивания. В этом случае возникают более длинные и глубокие трещины. Устойчивость к росту трещин (К(1) вычисляют по формуле [c.106]

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

Для большинства исследованных систем кривые имеют сходный вид и состоят из нескольких участков [286]. При самых малых нагрузках иногда наблюдается порог докрити-ческого роста трещины , ниже которого разрушение не развивается [292]. Наличие этого порога редко удается установить надежно, так как это требует очень длительных наблюдений. Тем не менее он имеет первостепенное значение для геологии, поскольку его существование означает, что влажная порода держит допороговые напряжения неограниченноб время. При малых К скорость разрушения контролируется событиями на фронте трещины — реакцией между напряженными связями и молекулами воды. При дальнейшем росте К лимитирующим процессом становится транспорт среды — вязкое течение или диффузия закономерность роста трещины в этом режиме обсуждалась выше. Далее, при еще более высоких К находится участок, на котором напряжения достаточны для термически активируемого разрушения без участия среды критическое значение К соответствует катастрофически быстрому разрушению сухого материала. [c.96]

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]

НОЙ формы и др.). Таким образом, сопротивление деформированию носит устойчивый или неустойчивый характер. Устойчивое сопротивление деформированию обычно сопровождается с ростом внешней нагрузки (например, при нагружении монотонно возрастающей силой). Переход из устойчивого в неустойчивое состояние сопровождается снижением интенсивности роста или спадом внешней нагрузки и называется предельным состоянием, а параметры, соответствующие ему, - критическими (критическая сила, деформация, напряжение, энергия). Формы потери устойчивости сопротивления деформации разнообразны, например, переход металла из упругого в пластическое состояние, локализация деформаций (шейко-образование) при растяжении, потеря устойчивости первоначальной формы при действии напряжений сжатия и др. Разрушение нередко происходит при нормальных условиях эксплуатации конструкций, когда в целом металл испытывает макроупругие деформации. Такие разрушения, как правило, реализуются при наличии дефектов и конструктивных концентраторов. Последние вызывают локальные перенапряжения и образование микротрещин. Трещины в металле могут существовать и до эксплуатации конструкции, например, холодные и горячие трещины в сварном соединении. При рабочих нагрузках, вследствие действия временных факторов разрушения, происходит медленный, устойчивый рост исходных трещин и при определенных условиях наступает период неустойчивого (быстрого) распространения и окончательного разрушения. Определение критических параметров неустойчивости росту трещин является основной задачей механики разрушения. Критерии механики разрушения, как и феноменологические теории прочности, постулируются на основании какого-либо силового, деформационного или энергетического параметра К (рис.2.7). Условием неустойчивости тела с трещиной является КЖкр (быстрое распространение трещины). [c.76]

Однако в условиях эксплуатации деталей, в результате наличия надрезов, перекосов, влияния среды и т.п. стадия разрушения (т.е. возникновение и развитие трещины) появляется задолго до исчерпания несущей способности, до максимальной величины нагрузки, выдерживаемой деталью. При этом прочность материала (детали в идеализированных условиях) недоиспользуется или даже не используется вовсе. Длительность процесса разрушения (роста трещины) до полного разрушения занимает значи- [c.151]

Ирвин предложил (1957г.), что рост трещины начинается при достижении коэффициентом интенсивности некоторой предельной величины. Эта предельная величина коэффициента была названа критическим коэффициентом интенсивности Кс и, вообще говоря, должна быть характеристикой материала. Согласно этому критерию, называемого силовым, трещина не растет при [c.184]

Тело с трещиной находится в состоянии механического равновесия, когда в любом элементе объема тела (как и для всего тела в целом) соблюдаются условия равновесия. Это означает, что нагрузка постоянна, нет движения элементов объема, следовательно, нет распространения трещины (трещина неподвижна). Чтобы трещина начала распространяться, необходимо увеличить внешнюю нагрузку или (при постоянной нагрузке) уменьшить энергию разрушения. С медленным ростом нагрузки трещина медленно растет. Малому приращению нагрузки соответствует малое приращение длины трещины. Такое состояние тела с трещиной называют устойчивым (иногда квазистатиче-ским или докритическим) ростом трещины (или просто трещину называют устойчивой). Для устойчивой трещины соблюдается условие — >0, т.е. в предельном состоя- [c.189]

В равновесном процессе с118 = О и, следовательно, термодинамически равновесный процесс является обратимым. Классификация трещин полезна как для обоснования исходных положений, принятых при теоретическом изучении поведения трещин и анализе экспериментальных данных, так и для установления области применения полученных результатов. Из этой классификации следуют энергетические критерии роста трещины. [c.191]

В заключении рассмотрим примеры расчета долговечности. Скорость роста трещин определяли также по зависимости Париса-Эрдогана, а значения коэффициента С и показателя степени п принимали в соответствие с рекомендациями работы [4] для низколегированных сталей [c.254]

Аппарат механики разрушения позволяет прогнозировать развитие трещины на стадии ее стабтьного роста. Однако в ее рамках не представляется возможным прогнозирование долговечности на стадии накопления деф ектов. Еще одной проблемой является определение начала перехода стадии стабильного роста трещины в стадию неконтролируемого разрушения (долома). Последняя проблема была решена авторами, однако, для количественного определения момента перехода необходимо знание параметров трещины (длина, глубина), что на практике представляется возможным не во всех случаях. Поэтому на основании анализа отечественных и зарубежных отказов металлоконструкций было принято, что стадия долома [c.306]

Позднее эта точка зрения была распространена и на металлы, которые не образуют интерметаллидных соединений, но для которых характерно изменение фаз йли образование сегрегаций легирующих элементов или примесей в вершине трещины в ходе пластической деформации вследствие градиента состава здесь образуются гальванические элементы. Варианты этой теории содержат предположение, что трещины образуются механически и что электрохимическое растворение необходимо только для периодического сдвига барьеров при росте трещины [25]. Но хрупкое разрушение пластичного металла вряд ли возможно в вершине трещины. Кроме того, было показано, что удаление раствора Fe la из трещины, образованной в напряженном монокристалле uaAu, сопровождается релаксацией напряжений в кристалле и —. .в результате —немедленным прекращением растрескивания, сменяющимся пластической деформацией [26]. Аналогичным образом, трещина, распространяющаяся в напряженной нержавеющей стали 18-8, погруженной в кипящий раствор Mg lj, останавли- [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология