Cimmerman (523120), страница 32
Текст из файла (страница 32)
1.239, б): трещина раскрывается 'при продольном срезе; — нвгружение типа 111 (рис. 1.239, в): трещина рвскрыввется прн поперечном срезе. При разных схемах нпгружения получпются различные коэффициенты интенсивности напряжений (кгс мм-згз) — соответственно Кг, Кы и Кпь е. Коэффициент ийтенсивности нзпряжеиий Кг: фактор / (см.
формулу) должен учитывать соотношение между размерами образца (конструкции) и геометрией трещины, определяющее создвнне определенного напряженного состояния: К!=о(п!/)»уз. ж. Вязкость разрушения К,. Хзрзктеризует критическое значение коэффицяеитов интенсивности напряжений, возникающее при самопроизвольном риспрострвнении хрупкой трещины критической длины !Ы измеряется в кгс. мм-згз! К,=о (и!с/)1! . з. Объемное напряженное состояние.
При плоскодеформироввнном состоянии К» и. Соотношения между величинами ме- хяннки разрушения (3) — табл. 31. л. Линейная механика разрушения прн упруго-пластическом распространении трещины. Соотношения линейной механики разру- шения справедливы для очень хрупких мя- теркалов, когда образующаяся у вершины трещины зона пластической деформации меныпе длины трещины (н, естественно, много меньше толщины образца). Радиус зоны плисгической деформации: г, при плосконипряжениом состоянии! г, 2, =Л~/2цо„ г, при плоскодеформировянном состою!ии г.= (К! /2па„) (1 — 2у) '. 2 2 Тогда параметры вязкости рвзрушения видоизменяются следующим образом. Критический коэффициент интенсивности напряжений: К, = и, [и! (1+ пай!ну~)]11', что справедливо при о»га»(0,0.
Выражение для К1»', К! =Е((п.+и.)/ /Е+и/2) (2яА)!/т, где и — показатель в урзвненни деформацирнного упрочнения; с(е — диаметр области внутри зоны пластической деформации, в которой веще- ство разрушается, после того квк исчерпы- вяется его способность к деформации.
с!е является функцией свойств мзтеривлв, его микроструктуры. м. Влияние скорости деформации ни К,. Для высокопрочных материалов это влия- ние практически отсутствует. Для сталей средней прочности — см. рис. 1.241. Сниже- 103 Ч Л Б Л И Г( А З1 Вязкость реврушеиия Непряжевие реерушеиия Вид раскрытии треыяим "=(' — '")»2 =( -' 2Е"/р 1/2 (гс ,) 1 плосконвпряженное состояние 1 плоскодеформирожзниое состояние (я((1 — ч) ) тс ( ) П плоскодеформироваиное состояние Н! чистое кручение П Р И М с Ч а И в Е.
О Б/2(1+Ч) — МОДУЛЬ Сдевге) Ч— пластическая деформации; Ос — работа, которая долише -1 о(ииы ва единицу поверквоств (иго.мм/мм' кгс.мм ). деформации действует равномерное наиряжение текучести о.. а. Длина плвстической зовы Кс для о/о.~ 1 величина /(ш 1,23 Цо/о.)т; для о/о,ж1 величина /(:ша (1 — я(1— — о/ое)/2).
Расчет /( по Ирвину: /(=1/(!в — 0,5(о/о.)т). б. Раскрытие трещины 6: 6-яот!/Ео справедливо для о/о, ги 0,5. в. Работа, необходимая для рвскрытия трещины й: й = Ке/Е = 6ое = (ттое !/Е) (! + + (о/ое)з/2) 6 ~ 0,5 —:26ое. В этой зависимости связаны между собой раскрытие трещины, длина трещины, действующее' напряжение, предел текучести при растяжении. г. Критическое раскрытие трещины 6,.
Параметр, непосредственно связанный с пластичностью материалов. Раскрытие тре. шины в пластичных материалах до достижения величины 6, (рис. !.243 — 1.245). Сиюросвь дерормог/оо Рис. 1.241 б Рис(24( б РосЯ44 Рис. 1.242 В английской литературе — СОР (сгвс1( орел(пн 4)!зр!асеан(). Нв рис. 1.245 схематически показаны области, для которых можно применять рззличные критерии разрушения (104). Пояснения к рисунку см. в табл. 32. ыие Кт -еК(е (динамическая вязкость разРушения).
//елинейная механика разруше ия. Применима для случаев, когдв перед разруше.нием происходит заметнвя плвстическвя деформация, распространяющвяся на значительные области (когдз ЛМР несправедлива). Нелинейная механикз рззрушеаия применима для конструкционных иатериалов средней и низкой прочности. Соглвсно модели (рис. 1.242) нелинейная механики разрушения применима, когдз нв концвх хрупкой трещины, как бы в качестве ее продолжения, формируется под влиянием внешнего напряжения ревльная трещина вязкого разрушения.
Здесь в большой (по размерам) зоне пластической Кс = (Сто Е) = (гс (п//) /О Е 11/2 Кн =( — 1) =.,(.!/) / / )с 1с ~! че/ ыс Кыс= ( — ) = тс(я//)»2 Пс Кп„=(ва,)»2 =, (я//)» «оьффицисит Пуассона; 'р — свергся совершаться «ри распространении тре- ТАБЛИЦА З2 Б. ажик ил Был кю3 Налряжшшса состояние чарвака Предел теку- чести, МПа критерий рааруше яия и Ф О талщияа б Рвврушсяие «4( Кгс Кгс' Кс бс Хрупкое Псевдохрупкое Плоское рас- тяжение Смешанное— плосконвпря- женное и пло- скорастянутае Плосконапря- жеинае То же <1000 600 — 1000 600 — 1000 350 — 600 Малая Ср д Большая А — А' А' — В Преобладает ~севдахрупкае Вязкое ' 600 — 1000 350 — 600 <350 Малая Средняя Малая Пластическая нестабильность (абра зование шейни), вязкое разрушение- Расярыаие пре Юлны 105 Рис.
1.246 1 — хрупкое раарушсяис; 2 — раарушеияс, яодсбисс хруикоиу; 3 — дсфориаписииос раарушсияс и(или! пластйчсская исстабнльяасгь (сбрасааииа шейки); 4 — плоское растяжение (1( „): б— плоское яаиряжсииа (б 1: б — иакрсаишячсскес тсчсиис Вид излома зависит от свойств материала детали, размеров, температуры, вида натруженна, скорости нагруженйя. Различают следующие разрушения: хрупкое, квазихрупкое, вязкое. Механико разрушения при стабильном росте трещины, Трещина достигает критической длины в основном не в ходе нестабильного распространения (когда справедлива линейная и нелинейная механика разрушения). а чаще и процессе стабильного раста (медленный рост маленькой (тонкой) трещинки за определенный промежуток времени). При стабильном росте трещины различают: А Увеличение трещины в процессе знакопеременнаго нвгружения (рис.
1.247). На рисунке ай цикличесний коэффициент интенсивности напряжений, равный бй= =ба(п(!)'/а, где Ьп — амплитуда знакопеременного напряжения; !ч' — число циклов натруженна; 1 — образование фронта зародышевой трещины и стабилизация; 11— образование бороздок и распростравение трещины (основной этап процесса унели- РьПФ67 4~Н Рва(угу Рис. 1.241. Свяаь ишкду ЬЗ и скарссгьш роста трещины Рис. 1.246 1 — нестабильное расерашраиаиис трсщяи; 2— стабильиос распространение трсщяя; 3 — исг рас- ирсстраяаияя грещяя чения (роста) трещин в процессе циклнче- СКОГО НатружЕавя).
4(1/Г(14(=С(бй)ы (Сираведливо для 1 и 111 этапов; С и т — переменные); С, и зависят от природы материала, характера нвгружения; щ=2 . 6„ П1 — статический этап процесса разрушения (долом). 1,=(2п) — '(бК/и,)'. С по-. мощью этого соотношения возможна оценив долговечности элементов конструкций При этом опыты необходимо проводить прн одинаковой температуре, частоте циклов нагружения, среднем напряжении и разности напряжений (ошах а щ) для каждой детали (образца). Б. Увеличение трещины в процессе коррозии под напряжением (коррозионвое растрескивание). Коррозионное растрескивание ведет ю увеличению (распространению) трешяны докритической величины.
Интенсивность напряжений в вершине трещины служим мерилом стабильного роста трещины ш коррозиониых средах. Йпименьшее значение К, которое в данных условиях испытаний ведет к разрушению (в каррозионных средах) обозначается Кг„, или Киш (з1гезз — соггоабоп — сгасЫпй) — смотря по тому, является состояние пласкодеформировинным или пласконвпряжеиным. ОтНОШЕНИЕ Кхаас 1 Ка с — Зта МЕРВ Чуеетантельнасти к коррозионному растрескива- нию. Кы„является функцией влияния внешних условий, характера среды.
На рис. 1.248 приведены данные об ускоряющем влиянии коррозии на увеличение трещин (при более низком напряжении) в процессе коррознонного растрескивания. 1.11.1.6. Повышение прочности сгнием частиц с дислокациями; механизмом Орована1 перерезанием частиц; влиянием поля напряжений на поверхности раздела частица — матрица; возникновением противодействующего напряжения от скопления дислокаций у частицы; размножением дислокаций.
Перерезание частиц.Модельное представление (рис. 1.249) предусматривает два Целенаправленные изменения структуры могут привести к повышению прочности и отсюда к более рациональному использованию материалов. Способы повышения прачносгш деформациониое упрочнеиие (иаклеп); упрочнение при образовании твердого раствора; упорядочение (образование антифазных границ); создание мелкозернистой структуры; старение (выделение вторых фаз); создание композитных материалов; создание благоприятных (сжимающих) поверхностных остаточных напряжений; образование субструктуры; увеличение плотности дислокаций, наприлсер в результате фазового наклеив, и др. Уменьшение плотности дислокаций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
