Материалов разрушению

Прочность соединений, выполненных сваркой взрывом, выше прочности соединяемых материалов. Разрушение при испытании происходит на некотором расстоянии от плоскости соединения по наименее прочному металлу. Это объясняется упрочнением тонких слоев металла, прилегающих к соединенным поверхностям, при их пластической деформации.

Таким образом, можно сделать вывод, что для всех материалов, разрушение которых контролируется Д =0,324, переход от упорядоченного разрушения к хаотическому происходит при т-8 в соотношении 1.33 (этот вопрос более подробно будет обсужден в главе 3).

§ 39. Длительное разрушение полимерных материалов')

Разрушение полимерных материалов имеет свои специфические особенности, которые осложняют моделирование сложного процесса Tpemm'(4}fij>ri:;<>Tiamm и кинетики роста трещин и таких материалах. Волп;:н i:ei4M:iii'i,i трещины, где процесс разрушения

СРЕЗ в сопротивлении материалов - разрушение изделия из пластич. материала под действием касат. напряжений (срезающих сил), при к-ром одна его часть смещается относительно другой по к.-л. плоскости (поверхности). Наиболее часто наблюдается в заклёпочных и болтовых соединениях. В изделиях из волокнистых материалов С. обычно наз. разрушение поперёк волокон; разрушение вдоль волокон наз. скалыванием.

Таким образом, можно сделать вывод, что для всех материалов, разрушение которых контролируется А =0,324, переход от упорядоченного разрушения к хаотическому происходит при т=8 в соотношении 1.33 (этот вопрос более подробно будет обсужден в главе 1 второй части).

шийся вследствие молекулярного взаимодействия спай (схватывание микронеровностей) оказывается прочнее одного или обоих взаимодействующих материалов. Разрушение в этом случае происходит на некоторой глубине одного из тел. Поверхности разрушения пластичных материалов представляют собой выступающие, вытянутые в направлении движения гребни и суживающиеся в глубь материала конусы. При этом прилегающие к местам вырывов участки подвергаются в большей или меньшей степени пластической деформации. Вырванная часть материала, будучи прочно закрепленной на сопряженной поверхности, образует слой перенесенного материала. Может происходить процесс схватывания и переноса отдельных структурных составляющих сплава, в то время как остальные составляющие будут уноситься в смазочный материал или уходить из зоны трения.

Теория максимальных нормальных напряжений хорошо описывает поведение хрупких материалов, \ разрушение которых связано с образованием трещин. Существует аналогичная теория, в которой ограничение накладывается на максимальную нормальную деформацию.

Н.т. могут вызывать потерю устойчивости и приводить к разрушению. Для хрупких материалов разрушение наступает, когда рассчитанные методами упругости Н.т. превосходят прочность материала. Для пластичных материалов Н. т., как заданные деформацией, могут вызвать разрушение лишь в условиях затрудненной деформации, напр., при высокой концентрации напряжений. Как правило, однократное возникновение Н.т. не приводит к разрушению пластичных материалов, для этого необходимо многократное повторное действие Н.т., в результате к-рого может

наибольшее напряжение, необходимое для разрушения образца; различают сопротивление хрупкому разрушению, или сопротивление отрыву, и сопротивление вязкому разрушению, или сопротивление срезу. При испытаниях на растяжение С. p. Sff определяется по нагрузке в момент полного разрушения образца, отнесенной к конечной площади поперечного сечения. Для хрупких материалов разрушение при растяжении наступает в момент достижения наибольшей нагрузки и, таким образом, С. р. (отрыву) практически совпадает с пределом прочности: Sh^^ob. Для пластичных материалов, образующгх при растяжении шейку, С. р. может быть приближенно подсчитано по ф-лам: S!f= ab(i + -i- 1,35 ipft) при \)fts?:0,15 и Sk = ab (0,8 -f + 2,06 i[)7.) при гр(,>0,15, где f k— конечное, a *b— равномерное сужение поперечного сечения.

Таким образом, наряду с применением при обычных испытаниях на усталость лабораторных образцов и натурных деталей, кривошипные возбудители могут широко применяться для испытаний в агрессивных или других средах, где временной фактор приобретает существенное значение; для исследования усталости полимерных материалов, разрушение которых наступает при значительных деформациях, а также для испытаний на усталость в области малых долговечностей при низкой частоте нагружения.

Имеется несомненная, в ряде случаев однозначная, связь между электрическими характеристиками и структурным состоянием металлов и сплавов после термической обработки или поверхностного упрочнения. Эти операции создают значительные сжимающие напряжения в поверхностных слоях и способствуют увеличению сопротивления материалов разрушению. Физическая сущность происходящих при этом процессов связана с кристаллическим строением металлов. Для суждения о глубинных явлениях происходящих в недрах кристаллической (решетки проводящих ток материалов, используют механические и физические методы испытаний, основанные на рентгеновском излучении, ультразвуковых колебаниях, магнитных явлениях, термо-э. д. с., электрическом сопротивлении и, наконец, вихревых токах.

Наука о сопротивлении материалов разрушению под действием периодически изменяющихся напряжений возникла и развивается уже более ста двадцати лет. За это время накоплено большое количество сведений о природе усталости металлов и влиянии различных конструктивных, технологических, структурных и других факторов на процесс разрушения при разных видах и схемах циклического деформирования. В развитие этой науки внесли большой вклад советские ученые Н. Н. Давиденков, И. А. Одинг, С. В. Серенсен, И. В. Кудрявцев, Н. Н. Афанасьев, Я. Б. Фридман, В. В. Болотин, В. С. Иванова, С. И. Кишкина, В. Т. Трощенко, Л. М. Школьник и др.

С тех пор накоплен большой фактический материал по использованию ранее существовавших и вновь разработанных материалов при низких температурах, а также проведены фундаментальные исследования в области механики разрушения, позволившие предложить экспериментальные методы оценки сопротивления конструкционных материалов разрушению по критическим параметрам, определяемым в условиях плоской деформации (/dc, G\c и др.) и плоского напряженного состояния (Кс, Gc и др.), кинетическим параметрам (dl/dN, jVTp и др.) и параметрам вязкости разрушения в условиях общей текучести (/-интеграл, 8С и др.). Новые методы оценки вязкости разрушения подробно рассмотрены в ряде отечественных и зарубежных работ, в которых приведены результаты испытаний многих конструкционных материалов, в том числе при низких температурах [1—8],

Закономерности сопротивления материалов разрушению при повторном возникновении упругопластических деформаций вследствие нестационарного температурного режима следует изучать в соответствующих условиях нагружения и нагрева с изменением величин деформаций и напряжений, поскольку в реальной конструкции один и тот же термический цикл может вызвать различные деформации и напряжения в деталях из-за переменной жесткости системы. С этой целью проводят испытания на растяжение и сжатие по методу Л. Коффина с варьируемой жесткостью нагружения образца в условиях заданного температурного перепада.

При сопоставлении критериев оценки долговечности при длительной термической и высокотемпературной изотермической малоцикловой . усталости в жестком режиме нагружения можно выявить определенную общность основных закономерностей сопротивления материалов разрушению в условиях действия длительных циклических нагрузок при высоких температурах. Характерно при этом, что почти все имеющиеся предложения по оценке долговечности основаны на деформационных и частотно-временных предпосылках.

96. Соболев Н. Д., Егоров В. И. Сопротивление материалов разрушению при малоцикловой усталости в изотермических и неизотермических условиях. — В кн.: Физика и механика деформации и разрушения. М.: Атомиздат, 1979, вып. 6, с. 92—98,

Рис. 11.8. Идеализированное представление сопротивления различных типов материалов разрушению при циклическом деформировании (Де/2 — амплитуда полной деформации, логарифмический масштаб на обеих осях). (Из работы [2], © ASTM; перепечатано с разрешения.) 1 — пластичный материал; 2 — упругий материал; 3 — твердый материал.

Исследование сопротивления плакированных материалов разрушению при статическом, циклическом, динамическом нагружениях и на стадии остановки трещины проводили на плоских образцах с боковыми, центральными, поверхностными и эксцентричными трещинами (рис. 5.6-5.12). При выборе размеров образцов были приняты во внимание рекомендации методических указаний [13, 14].

61. Тот Л., Ромвари П., Надь Д. К вопросу о применении статистических методов в механике разрушения с учетом воспроизводимости результатов определения характеристик сопротивления материалов разрушению // Пробл. прочности. - 1983. — № 11. - С. 54-59.

Для оценки механических свойств полимеров и полимерных материалов широко используют некоторые другие методы. Одним из наиболее важных является метод определения ударной прочности — оценка сопротивления материалов разрушению при высокоскоростном нагружении. При этом измеряют энергию разрушения образцов — показатель, имеющий важное практическое значение, но трудно поддающийся теоретическому анализу и интерпретации. Наиболее распространенными методами определения ударной прочности полимеров являются методы, в которых используется свободно падающий груз (шар или острый наконечник [4, 5, 11]), и маятниковые методы (по Изоду [12—14] по Шарпи [12]). Высокоскоростные методы определения деформационно-прочностных свойств при растяжении [15—16] также можно рассматривать как ударные методы. Другими типами

Для образцов из хрупких материалов, разрушению которых предшествует очень небольшая пластическая деформация, значения сопротивления

Для образцов из хрупких материалов, разрушению которых предшествует очень небольшая пластическая деформация, значения мо-