Материала называется

Согласно этой гипотезе, предложенной в конце XVIII в., опасное состояние материала наступает тогда, когда наибольшие касательные напряжения достигают предельной величины.

Теория наибольших касательных напряжений. По данной теории, предложенной Кулоном1, разрушение материала наступает тогда, когда наибольшее касательное напряжение тмакс (см. § 35) достигает определенного значения, равного наибольшему касательному напряжению т45°оп при простом растяжении, действующему по площадке, наклоненной под углом 45° к оси бруса в момент разрыва образца либо появления в нем пластических деформаций.

типом кристаллической решетки по мере развития пластической деформации на разных масштабных уровнях — микро-, мезо- и макроскопическом. Переход к большему масштабному уровню сопровождается сменой ведущего способа поглощения энергии. На каждом масштабном уровне доминирует один ведущий механизм пластической деформации, обеспечивающий поглощение материалом энергии, поступающей от внешнего источника. Разрушение любого объема материала наступает только после того, как разрешенные в условиях нагружения масштабные уровни поглощения энергии за счет пластической деформации будут исчерпаны. В зависимости от стеснения пластической деформации разрушение может наступить на любом масштабном уровне пластической деформации.

В теории максимальных нормальных напряжений предполагают, что хрупкое разрушение материала наступает, когда максимальные нормальные напряжения достигают предельного значения; другие напряжения при этом не играют роли. Для главных напряжений 0j и о"2 эта теория записывается в виде

Рис. 3.19. Метод сопротивлений (схематически). Окончательное разрушение материала наступает в точке, обозначенной стрелкой.

Исследование возможностей этого простого способа, позволяющего использовать линейную теорию при описании поведения композитов с нелинейными характеристиками, провел автор главы [37]. Следует отметить, что предельные поверхности на рис. 4.4—4.8 получены в предположении, что разрушение композиционного материала наступает одновременно с достижением предельного состояния в любом слое. Значение члена F\2 в критерии Цая — By было существенно меньше других коэффициентов уравнения (4.2), поэтому в рассмотренных примерах предполагалось равным нулю.

перед макроскопической трещиной в анизотропном материале. By считает, что в теле без макроскопической трещины существует «критический» объем, конечные размеры которого таковы, что он полностью включает в себя микротрещину. Разрушение материала наступает в тот момент, когда вектор напряжения, действующего на наружной поверхности этого объема, достигает величины вектора прочности, определяющего поверхность разрушения рассматриваемого материала. Как показано на рис. 6.6, этот подход предполагает известными направление роста трещины и предельный уровень напряжения. В данном подходе, как и в других, рассмотренных ниже, предположение о том, что бесконечно малые приращения напряжения приводят к разрушению, позволяет избежать физически нереальной сингулярности, которая иначе имела бы место в кончике микротрещины.

Исследование зависимостей напряжение — деформация показывает, что поведение композитов может быть самым разнообразным. Они могут вести себя как хрупкие материалы, как материалы, обладающие сложной текучестью, и как пластические материалы. На рис. 5.1 для различных композитов показаны диаграммы напряжение — деформация. Диаграммы, представленные на рис. 5.1, а получены для слоистого материала, состоящего из эпоксидной смолы и стеклоткани, имеющей атласное переплетение. При растяжении стеклоткани в основных направлениях примерно до 5 кгс/мм2 диаграммы имеют прямолинейный характер. Затем следует небольшой излом, который носит название «колена». В дальнейшем с возрастанием напряжения происходит пропорциональное возрастание деформаций. Разрушение материала наступает примерно в окрестностях 2%-ной деформации.

Ударные воздействия, характеризующиеся областью диаметров и скоростей соударения капель, расположенной ниже порога повреждения (кривая /), не вызывают эрозионных повреждений поверхности. Область выше порога разрушения (кривая 2) характерна отсутствием инкубационного периода, износ материала наступает с первыми ударами капель. Область между граничными кривыми характеризуется усталостным механизмом разрушения.

На рис. 5.1 (аналогично рис. 4.9) представлены зависимости суммирования по уравнению (5.7) усталостной df и квазистатической ds составляющих повреждения с ростом числа циклов нагружения, которые показывают, что при выражении этих составляющих повреждения в относительных единицах предельное состояние материала наступает при достижении суммарным повреждением d критической величины d = 1,0 [85, 117, 210, 211, 220]:

Установлено, что потеря несущей способности материала наступает после поглощения им энергии предельной величины, определяющей окончательное разрушение материала (нестационарньш участок). Причем при циклическом нагружении предельно накопленная энергия является функций числа циклов нагружения, но находится в определенном соотношении (уравнения (1.57)— (1.59)) с механическими характеристиками материала, определяв-* мыми при статическом растяжении, и действующими напряжениями.

Постоянная величина р,, зависящая от свойств материала, называется коэффициентом поперечной деформации, или коэффициентом Пуассона. Его величина лежит в пределах 0=s^i
Напряжение, соответствующее верхней точке диаграммы —D, называют временным сопротивлением или пределом прочности — ав или апч. Другими словами, пределом прочности материала называется условное напряжение, равное отношению максимальной нагрузки, которую может выдержать образец, , к начальной площади поперечного сечения

Деформация сдвига, доведенная до разрушения материала, называется срезом (применительно к металлическим деталям) или скалыванием (применительно к неметаллическим конструкциям).

При повторном нагружении после отдыха, достаточного по длительности для образца из данного материала, процесс начинается в точке К' (или соответственно L') и проходит по той же прямой, по которой он протекал при снятии нагрузки. Так будет продолжаться до выхода на криволинейную часть диаграммы. При дальнейшем нагружении зависимость а от е остается такой же, какой она была при первом нагружении образца. Описанное изменение в свойствах материала называется наклепом.

разрушению материала, называется пределом прочности. Такие напряжения, которые приводят к значительным остаточным деформациям или разрушению, являются недопустимыми. При расчете конструкций применительно к конкретным условиям эксплуатации размеры и формы деталей должны выбираться такими, чтобы напряжения были меньше опасных.

Все материалы подразделяются на хрупкие и пластичные. Стержни из хрупких материалов незначительно удлиняются при растяжении (например, чугун); разрушение происходит внезапно, без заметных деформаций. Такие материалы имеют высокое сопротивление сжатия. Стержни из пластичных материалов хорошо сопротивляются растяжению (например, медь). При растяжении в стержне перед разрушением возникает местное сужение поперечного сечения, называемое шейкой. Напряжение, соответствующее появлению шейки в пластичном материале, называется временным сопротивлением материала.

Жаропрочностью материала называется способность его противостоять пластической деформации и разрушению при приложении нагрузки в условиях высоких температур.

Предельная нагрузка, при которой сталь еще выдерживает без поломок бесконечно большое число повторных нагружений и незначительное превышение которой вызывает быструю поломку или резкое сокращение долговечности материала, называется пределом

разрушению материала, называется пределом прочности. Такие напряжения, которые приводят к значительным остаточным деформациям или разрушению, являются недопустимыми. При расчете конструкций применительно к конкретным условиям эксплуатации размеры и формы деталей должны выбираться такими, чтобы напряжения были меньше опасных.

Все материалы подразделяются на хрупкие и пластичные. Стержни из хрупких материалов незначительно удлиняются при растяжении (например, чугун); разрушение происходит внезапно, без заметных деформаций. Такие материалы имеют высокое сопротивление сжатия. Стержни из пластичных материалов хорошо сопротивляются растяжению (например, медь). При растяжении в стержне перед разрушением возникает местное сужение поперечного сечения, называемое шейкой. Напряжение, соответствующее появлению шейки в пластичном материале, называется временным сопротивлением материала.

Механизм образования кипящего слоя сводится к следующему. Если через слой сыпучего материала продувать снизу газ, слой сначала будет разрыхляться, а при определенной скорости подачи дутья приобретает основные свойства жидкости — подвижность, текучесть, способность принимать форму и объем вмещающего сосуда и т. д. Такое состояние сыпучего материала называется псевдожидким или псевдоожиженным. Оно наступит при определенной критической скорости газового потока (Wmin), при которой подъемная сила газового потока будет равной общей1 массе твердого материала.