Разрушение под напряжением, параметры

Механизм влияния жидкой среды на процессы разрушения полимерных тел наименее ясен. Существуют противоречивые мнения, какие физико-химические параметры среды оказывают решающее влияние на кинетику разрушения напряженных полимеров. Выше было показано, что при разрушении полимерных тел в жидких средах могут происходить различные процессы. [c.133]

В последние годы в различных отраслях техники возникла острая нужда в эффективных покрытиях для защиты конструкционных материалов от разрушения при напряженных параметрах эксплуатации (высокие температуры и давления, особо агрессивные среды, высокие скорости газовых и жидкостных потоков, интенсивное трение, наложение электрического поля, воздействие ионизирующих излучений и др.). [c.250]

В. А. Каргин, Ю. М. Малинский, А. Л. Рабинович и Б. Ю.Трифель [172] провели экспериментальные исследования и теоретический анализ элементарной модели с одиночным армирующим элементом. Было показано, что вблизи мест нарушения целостности армирующих элементов в пограничном слое полимерного связующего возникает резко выраженная концентрация касательных напряжений — зона краевого эффекта, которая может создать очаг разрушения материала. В этой работе предлагается уравнение, приближенно описывающее зависимость между длиной зоны адгезионного разрушения и параметрами армированной системы (в качестве армированной системы были использованы образцы из тонких стеклянных стержней, вклеенных в полимерное связующее) [c.344]

Рассматриваемые теории ВО сталей позволяют заключить, что если кинетические особенности замедленного разрушения определяются параметрами диффузионной подвижности водорода и интенсивностью источников водорода, то степень и сам механизм ВО является функцией многих параметров, среди которых главными являются структура и химсостав стали, скорость деформации, вид напряженного состояния, температура, количество и распределение примесей и неметаллических включений, наличие внутренних напряжений. [c.40]

Отмеченные фрактографические закономерности изломов металла характерны и для сварных соединений. Однако специфические макро- и микроструктурные особенности сварных соединений накладывают определенные отпечатки на характер их разрушения. Отличительной особенностью сварных соединений является структурная неоднородность, обусловливающая различие механических и химических свойств отдельных участков (механическая неоднородность). Кроме того, в сварных соединениях более вероятно появление дефектов (непровар, холодные и горячие трещины, поры, включения и др.) и выше уровень напряженности из-за остаточных (сварочных) напряжений. Металл шва в большинстве случаев имеет более высокие механические свойства, поэтому при отсутствии макроскопических дефектов при статическом нагружении разрывы происходят по основному металлу по механизму вязкого или хрупкого разрушения. Однако наличие дефектов и участков с различными вязкопластическими характеристиками существенно изменяет характер и местоположение разрыва (рис.2.4 2.5). Даже незначительные подрезы в швах могут перевести место разрушения с основного металла (ОМ) в область шва (Ш) или зоны термического влияния (ЗТВ). При этом плоскости разрушения располагаются вблизи линий сплавления (рис. 2.4,6), под углом 45° (рис. 2.4,в) и 90° (рис.2.4,г) к направлению действия максимальных напряжений. Прямой излом может реализоваться как при вязком, так и хрупком разрушениях, но с различными фрактографическими параметрами поверхности излома. Непровар швов способствует разрушению в результате косого среза (рис.2.4,л) или прямого излома (рис. 2.4,м). При наличии в изломе нескольких очагов разрущения поверхность излома имеет сложное очертание с различной ориентацией к направлению действия максимальных главных напряжений. Нередко в сварных соединениях имеют место так называемые мягкие и твердые прослойки (рис. 2.5). [c.68]

Независимо от того, какой критерий положен в основу оценки условия неустойчивости моделей с трещинами, общим ограничением их применимости для оценки прочности деталей и конструкций является уровень средних напряжений (в нетто-сечении), который не должен превышать предела текучести металла. В противном случае асимптотическая оценка напряженно-деформационного состояния будет не справедливой. Однако при этом сами критерии (Кс, 5с, 1с, Тт) не теряют физического смысла и, естественно, могут быть использованы для оценки качества материала любой прочности и пластичности. Приведенные данные свидетельствуют о том, что в случае маломасштабной текучести в области трещины силовые, деформационные и энергетические критерии дают практически одинаковый результат. Более перспективным из отмеченных критериев следует считать параметр Л, поскольку он включает в себя компоненты напряжений и деформаций и его можно распространить на случай вязкого разрушения. [c.126]

Критерий Ткр широко применяется для пластических материалов с малым деформационным упрочнением (для идеально-пластического металла). При значительном упрочнении металла оценку предельного состояния моделей производят на основе неустойчивости пластических деформаций. Установив функциональную зависимость с учетом характера деформационного упрочнения и используя условие неустойчивости, находят критические силовые и геометрические параметры. Заметим, что найденные таким образом критические параметры не являются характеристиками разрушения, а лишь отвечают моменту перехода из устойчивого (равномерного) пластического деформирования в неустойчивое (неравномерное). Тем не менее результаты анализа неустойчивости деформаций находят широкое применение для оценки несущей способности конструкций и полезны при исследовании разрушения материалов, моделей и конструкций с концентраторами напряжений при статическом и малоцикловом нагружении, в частности, моделей с трещинами. [c.132]

Испытания плоских образцов с трещиной в достаточном температурном диапазоне показали, что при длине трещины 40 мм разрушающее напряжение составляет (с одновременным учетом уменьшения разрушающего напряжения за счет кривизны стенки цилиндрического сосуда) 7 107 н/м2 при температуре 5°С. Таким образом, установлена причина хрупкого разрушения усталостная трещина за срок эксплуатации выросла до критических размеров (причем эта трещина не прошла толщину стенки насквозь) при данной температуре. Из этого примера видна опасность трещин, критические размеры которых меньше толщины стенки сосуда. Если бы критической оказалась сквозная трещина, то перед быстрым хрупким разрушением наблюдалась бы утечка газа из баллона и тогда баллон был бы снят с эксплуатации до его полного разрушения. Для предупреждения подобных случаев следует изменить параметры сосуда так, чтобы критической оказалась сквозная трещина. [c.235]

Основным параметром трещиностойкости является коэффициент интенсивности напряжений Кс - количественная характеристика поля напряжений на стадии возникновения разрушения вблизи вершины трещины. Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений - Ki - это предельное значение Кс при наибольшем стеснении пластической деформации, т. е. в условиях плоской деформации, соответствующих разрушению отрывом, т. е. хрупкому. [c.238]

Одним из важных параметров является температура гидроиспытания. Основным принципом безопасности сосудов высокого давления является следующий нагружение сосуда должно осуществляться в таком диапазоне температур и напряжений, в котором ни одна из возможных трещин в металле не может перейти к нестабильному распространению. т. е. привести к хрупкому разрушению конструкции. [c.246]

Таким образом, поворот детали на определенный угол позволяет выбрать оптимальный объем металла, подвергаемого пластической деформации, при меньших по сравнению с вращением растягивающих и сжимающих напряжениях. В результате осуществления процесса ри меньших нагрузках и напряжениях повышается усталостная прочность деталей в процессе эксплуатации, улучшаются их геометрические параметры и предотвращаются случаи разрушения деталей во время правки. [c.71]

Оборудование предприятий нефтегазопереработки работает в условиях действия механических напряжений, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. Состояние оборудования в течение жизненного цикла может быть интерпретировано как кинетический процесс со стадийным накоплением повреждений, сопровождаемый изменением механических свойств, и оценено с помощью безразмерного параметра П, который равен нулю в начальном состоянии и единице в предельном. В общем случае в число переменных кинетического уравнения процесса накопления повреждений и разрушения входят компоненты тензора напряжений Т Г, деформации ТЦ и ее скорости тJ, время (, температура Т и др. [c.303]

С. Виды разрушений, учитываемые при расчете. Первым видом разрущений, который нужно рассмотреть, является вязкий излом, которому предшествует пластическая деформация, изменяющаяся в широких пределах. В большинстве элементов конструкций возникают биаксиальные напряжения, которые необходимо характеризовать единым параметром. Им может быть максимальное напряжение, максимальное касательное напряжение или комбинация основных напряжений. Рассмотрим элемент на рис. 5 эквивалентное напряжение равно [c.261]

Интенсивное разрушение, сопровождающееся быстрым увеличением глубины щели, начинается, когда контактное давление превысит напряжение разрушения, равное пределу прочности кокса на сжатие С сж- Из множества показателей физико-механических свойств кокса Осж наиболее близко коррелирует с параметрами гидравлической резкими принят в качестве основного показателя, характеризующего сопротивляемость кокса гидравлическому разрушению. [c.175]

Возбуждение структурных элементов надмолекулярных структур неньютоновских нефтей приводит к их разрушению и, как следствие, к уменьшению структурной вязкости. Под действием переменного электромагнитного поля происходит уменьшение предельного напряжения сдвига, такое изменение сохраняется некоторое время после снятия поля [71], аналогичный эффект наблюдался при облучении мангышлакской нефти ультразвуком [72]. Изучение механизма структурообразования в нефтях позволяет судить о природе связей, возникающих между частицами [73], но работ в этом направлении немного. Образование надмолекулярных структур определяет не только реологические параметры нефти и ее фракций, но и оказывает сильное влияние на результаты переработки последних. [c.21]

Давление, выдерживаемое оболочкой при возникновении утечки и накоплении в ней продукта, определяется параметрами конструкции и механическими свойствами материала оболочки. При достижении предела текучести а,р. оболочка начнет деформироваться, а когда значение давления превысит разрушающее напряжение ар, произойдет ее разрушение. Сведения о механических свойствах некоторых полимерных материалов приведены в таблице 11. [c.44]

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]

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]

М. М. Тененбаум и Д. Б. Бернштейн установили, что вследствие разнообразия геометрических и прочностных характеристик абразива в поверхностном слое материала при трении реализуется спектр контактных напряжений, параметры которого могут изменяться в широких пределах [65]. При этом в зависимости от уровня напряжений и частоты их повторений на поверхности материала могут протекать процессы разрушения прямого (вязкого и хрупко- [c.13]

В докладах конференции BISRA/ISY[7] дано большое количество результатов испытаний, проведенных металлургическими предприятиями, в частности, указаны пределы ползучести, экстраполированные до 2-10 ч, а также дано полное описание параметрических методов экстраполяции, которые позволяют получить кривые ползучести. Эти кривые связывают время до разрушения, напряжение, температуру, и если даны два из этих параметров, то третий получается непосредственно по кривой. [c.13]

Из приведенных выше даных следует, что предельные значения касательного напряжения или предела прочности при хрупком разрушении являются функцией среднего напряжения, параметра вида напряженного состояния, температуры и времени нагружения [c.175]

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]

Макро- и микроскопические исследования поверхности изломов (фрактография) позволяют, с одной стороны, вскрыть механизм разрушений, с другой, - обосновывать рекомендации по их предупреждению (по выбору материалов, способов и режимов сварки, термической обработки, контролю качества). При анализе изломов сварки, термической обработки, контролю качества. При анализе изломов важно установить параметры очага разрушения (зоны инициирования разрушения), который обычно располагается в наиболее напряженных и охрупченных областях (дефекты различного происхождения, конструктивные концентраторы напряжений) основного металла (ОМ), сварного шва (Ш) и зоны термического влияния (ЗТВ). Очаги разрушения обнаруживаются в местах наибольшего раскрытия кромок в полюсе выпученного разрыва с использованием закономерностей механики разрушения. Поверхность излома имеет определенную ориентацию относительно направления силовых воздействий [c.63]

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]

Параме1р а определяется методами сопротивления материалов, теории упругости, механики трещин и др. и включает в себя компоненты тензора напряжений, зависящие от геометрических характеристик конструкции, внешних силовых нагрузок, упругих свойств материала и др. Коэффициент запаса прочности характеризует уровень напряжений при эксплуатации изделия и устанавливается в зависимости от условий работы на основании статистических данных о работоспособности подобных конструкций. Параметр п косвенно оценивает качество технологии изготовления, расчетов на прочность, материала и др. За предельное напряжение а р принимается одно из значений компонентов тензора напряжений или их определенное сочетание, при котором наступает текучесть, разрушение или нарушение первоначальной формы изделия. Обычно в условиях статического нагруж ения за величину стпр принимают либо предел текучести СТт, либо временное [c.98]

Многие сосуды и аппараты в процессе эксплуатации испытывают малоциклвое нагружение. При одновременном действии коррозионно-активных рабочих сред и переменных во времени нагрузок процессы разрушения металлов заметно ускоряются. Ниже дана методика оценки остаточного ресурс элементов оборудования при малоцикловом нагружении. Вначале рассмотрим случай, когда контролирующим параметром циклического нагружения является заданная деформация (жесткое нагружение). Характерное поцикловое нагружение деформаций и напряжений в образце в условиях коррозионного воздействия рабочих сред показано на рис.5.2. Характер изменения напряжений зависит от циклических харктеристик стали. Для циклически упрочняющихся сталей отмечается по-цикловой рост напряжений (до определенной наработки), а для циклически разупрочняющихся - их снижение (см. рис.5.2,д). В конструктивных элементах из циклически стабилизирующихся сталей напряжения от цикла к циклу должны оставаться неизменными, несмотря на коррозионное растворение металла. В образцах из разупрочняющихся сталей наблюдается тенденция снижения цикловых напряжений. [c.318]

Чтобы объяснить реологическое поведение таких систем, обратимся к кинетическим представлениям о структуре, которую можно рассматривать как структурную сетку из подвижных частиц, на-ходяихихся под действием броуновского движения. Для выхода частицы из структурного каркаса ей необходимо преодолеть энергетический барьер. С увеличением наиряжения сдвига вероятность разрушения структуры возрастает. Другим важным параметром структуры является время релаксации, которое характеризует скорость восстановления структуры. При малых временах релаксации структуры успевают восстанавливаться в процессе течения даже при больших напряжениях сдвига. [c.376]

Если течение не является типичным свойством твердообразных систем, что особенно характерно для конденсационно-кристаллизационных структур, то реологические зависимости строят по отношению к деформации, а не к ее скорости. Типичная кривая зависимости деформации от напряжения для твердых тел показана на рис. VII. 15. Прямолинейный участок кривой ОА отвечает пропорциональности деформации напряжению сдвига в соответствии с законом Гука (VII. 3). До напряжения Ри отвечающего точке А, размер и форма тела восстанавливаются после снятия нагрузки. Важными параметрами такой системы являются модуль упругости (модуль Юнга) и модуль эластической деформации. Считают, что в суспензиях с коагуляционной структурой модуль упругости (модуль быстрой эластической деформации) характеризует твердую фазу дисперсий, а модуль медленной эластической деформации — пространственную сетку с прослойками дисперсионной среды (возможно скольжение частиц относительно друг друга без разрыва связей). Напряжение Р соответствует пределу текучести (правильнее — пределу упругости). С увеличением напряжения проявляется пластичность, а после его снятия — остаточные деформации. При напряжении Рг (точка ) происходит течение твердообразной системы. При дальнейшем увеличении напряжения до величины Рз (точка В), соответствующей пределу прочности, обычно наблюдается нег<оторое упрочнение тела, затем наступает разрушение системы. [c.380]

В работе /80/ предлагают рассматривать нефтепарафиновые отложения как жесткопластный материал. Это дает возможность характеризовать механические свойства парафиновых отложений одним параметром -предельным напряжением сдвига, значение которого позволяет определить перепад давления на очистном устройстве в процессе очистки нефтепровода. Решение такого рода задач позволяет экономически обосновать сроки очистки и определить энергетические затраты на разрушение слоя отложений. [c.157]

Было также показано, что геометрические параметры резьбовых соединений насосно-компрессорных труб скважин № 565 и № 566 из стали 18X1Г1МФ не соответствовали требованиям технических условий. Наличие дефектов резьбы приводило к возрастанию растягивающих напряжений в резьбовых соединениях в 1,5-2 раза. В результате разрушение некоторых иасосно-компрессорных труб происходило через несколько суток эксплуатации по причине сероводородного растрескивания металла, вызванного совместным воздействием сероводородсодержащих сред и повышенных напряжений в резьбовых соединениях. [c.20]

Параметр т,, заметно изменяет характер напряженного состояния и разрушения образцов (рис. 3.23). При Шв > 2,5 в материале реализуется плоское напряженное и деформированное состояние (т,, = 0,5 и = 0). По мере уменьшения параметра Шв значение негра-ниченно возрастает, а параметр приближается к своему предельному значению, равному двум. В образце с Шв 0,5 реализуется двухосное напряженное состояние с равными компонентами главных напряжений (т = 1,0). Образцы с Шв > 0,5 преимущественно разрушаются в осевом направлении (рис. 3.24,а и б), при Шв < 0,5 разрушение происходит по направлении оси ъ (рис. 3.24,в). Таким образом, варьируя параметр Шв, возможно в листовой стали создавать напряженное состояние с отношением главных напряжений т , изменяющимсяв интервале значений 0,5. .. 2,0. [c.192]

Малоцикловые испытания проведены на образцах, отличающихся параметрами внещней геометрии шва, характером их нагружения и условиям испытаний. Циклические испытания проводили преимущественно при пульсирующем отнулевом цикле нагружения. В зависимости от типа образцов частота циклов нагружения изменялась в пределах 1...10 циклов в минуту. В одной из партий образцов максимальные напряжения цикла были равны напряжениям, соответствующим в элементах оборудования и трубопроводов (Стах 0,67 Ст). С цблью сокращения продолжительности опытов другая серия образцов подвергалась более высоким уровням циклических напряжений (отах Ог). Для оценки допустимых уровней напряжений при заданных параметрах внешней геометрии шва необходимо построение кривых долговечностей в координатах максимальное напряжение - число циклов до разрушения . В связи с этим часть образцов с одинаковыми параметрами внешней геометрии шва испытывались при разных уровнях циклических напряжений. В качестве рабочей среды использовали 3%-ный раствор поваренной соли. Этот раствор моделирует рабочие среды оборудования для подготовки нефти. [c.385]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология