Направлению растяжения

первого рода) характеризуется образованием трещин в плоскостях, нормальных к направлению растягивающих напряжений (см. рис. 3, 2 и). Коррозионные трещины могут при этом распространяться не только межкристаллитно, т. е. по границам зерен, но и транскристаллитно, т. е. перерезая отдельные кристаллиты. Коррозионному растрескиванию подвержены многие металлы: щелочная хрупкость металла паровых котлов (рис. 231), сезонное растрескивание деформированных латуней (рис. 232), растрескивание некоторых конструкционных и коррозионностой-ких, в частности аустенитных хромоникелевых сталей. Этот вид коррозионного разрушения вызывает особое беспокойство в связи с тенденцией применения в технике высокопрочных сталей, особенно склонных к коррозионному растрескиванию.

Постоянные растягивающие напряжения ( внешние и внутренние) увеличивают скорость общей коррозии металлов и могут вызвать коррозионное растрескивание, характеризующееся образованием Трещин в плоскостях, нормальных к направлению растягивающих напряжений.

силовую металлическую 'арматуру располагать по направлению растягивающих усилий; на участках, подвергающихся изгибу, сосредоточивать арматуру в области действия максимальных напряжений растяжения.

2) наличие многих исходных трещин, развивающихся на участке коррозионного.повреждения перпендикулярно направлению растягивающих напряжений;

По аналогии с алюминиевыми сплавами можно предположить, что существование достаточно развитой переходной стадии разрушения от типично усталостной к долому является признаком снижения чувствительности материала к трещине. Для рассматриваемых сплавов в переходной зоне, если она имеется на изломе, исчезает грубая складчатость, поверхность становится состоящей из площадок, очерченных по параболам и расположенных в основном перпендикулярно направлению растягивающих напряжений.

В процессе коррозионной усталости трещины, с которых начинается разрушение, зарождаются на поверхности металла в направлении, перпендикулярном к направлению растягивающих напряжений. На поверхности, образовавшейся по месту разрушения, четко просматриваются две зоны: зона развития собственно трещины (металл в этой зоне покрыт продуктами коррозии) и зона хрупкого разрушения (допома металла по концентратору напряжений — трещине).

силовую металлическую 'арматуру располагать по направлению растягивающих усилий; на участках, подвергающихся изгибу, сосредоточивать арматуру в области действия максимальных напряжений растяжения.

Как указывалось выше, в явлении коррозионного растрескивания аустенитной нержавеющей стали значительную роль играет наличие в металле механических напряжений. По мнению Д. Д. Хар-вуда [111,71], наличие напряжений в металле может вызвать: 1) фазовые переходы в сплавах, 2) процессы упорядочения и раз-упорядочения в твердых растворах, 3) локализацию анодных участков. Не следует забывать также, что металл может разрушаться при определенной величине механических напряжений и при отсутствии коррозионной среды. В большинстве случаев коррозионного-растрескивания трещины в металле располагаются перпендикулярна направлению растягивающих усилий. Коррозионное растрескивание наблюдается при напряжениях как ниже, так и выше предела текучести [111,72], т. е. когда напряжение в металле создается как непосредственным приложением нагрузки извне, так и при остаточных напряжениях. Последние могут быть следствием холодной деформации, обработки резанием, давлением и т. д. [111,89].

плоскостях, нормальных к направлению растягивающих напряжений.

Рассмотрим показанный на рис. 5.1 элемент телаАВСП, к которому приложены два отличающихся по величине и направлению растягивающих напряжения CTI и ст2. Если материал сильно нагружен в одном направлении и лишь незначительно в другом, то можно считать, что прочность материала в первом направлении реализуется достаточно эффективно. Иначе говоря, когда нагрузка приложена преимущественно в одном направлении, мы достигаем высокой эффективности реализации прочности материала, согласно формуле (5.1). Так как компоненты нап-

Рассмотрим показанный на рис. 5.1 элемент телаАВСП, к которому приложены два отличающихся по величине и направлению растягивающих напряжения CTI и CTJ . Если материал сильно нагружен в одном направлении и лишь незначительно в другом, то можно считать, что прочность материала в первом направлении реализуется достаточно эффективно. Иначе говоря, когда нагрузка приложена преимущественно в одном направлении, мы достигаем высокой эффективности реализации прочности материала, согласно формуле (5.1). Так как компоненты нап-

Пример 2. Трещина в растянутой пластинке расположена под углом 90°-а к направлению растяжения. Для описания напряженного состояния околоконца трещины необходимы два коэффициента KI и Кн. Проведем сечение в направлении трещины. Номинальные напряжения в

маций. Эти силы подобны силам трения (их обычно и называют «внутренним трением»), и работа против этих сил идет на нагревание тела, а не на увеличение потенциальной энергии упругой деформации. С этим связано и наличие остаточных деформаций во всяком реальном теле. Поскольку реальное тело не восстанавливает полностью своей формы, оно не отдает полностью и всей той работы, которая была затрачена на деформацию. Однако для многих реальных тел при малых деформациях остаточные деформации столь малы, что ими можно пренебречь и считать, что вся работа, совершенная силами, вызвавшими деформацию, целиком превращается в энергию упругой деформации. В таком случае энергию упругой деформации деформированного тела можно подсчитать следующим образом. Положим, что тело подвергается медленному растяжению. Выделим в деформируемом теле элемент объема в виде куба с гранями /. На грань элемента, перпендикулярную к направлению растяжения, действует со стороны соседнего элемента сила

Во-первых, когда разрушение образца с концентратором, изготовленного из слоистого композита, происходит от разрыва в направлении, перпендикулярном направлению растяжения, величина предельных напряжений не соответствует расчетной, определенной на основе теоретического коэффициента концентрации (полученного из теории анизотропных пластин). Это явление связано с неоднородностью распределения деформаций около отверстия и, следовательно, с возможностью появления больших нелинейных деформаций еще до разрушения. Имеющиеся данные дают основание считать, что для получения достоверных расчетных предельных напряжений для образцов слоистых композитов с круговыми отверстиями теория анизотропных упругих пластин непосредственно неприменима.

2) Исследуется разрушение образца слоистого композита с надрезом, ориентированным перпендикулярно направлению растяжения (т. е. перпендикулярно направлению армирования слоя 0°). — Прим. перев.

Все испытания проводили на универсальной машине со скоростью растяжения 0,01 мин-1 при комнатной температуре (295 К), температурах жидкого азота (76 К) или жидкого гелия (4 К) в криостате обычной конструкции [7]. Проволочные тензодатчики укрепляли параллельно и нормально направлению растяжения (на поперечных образцах однонаправленного материала только параллельно). При растяжении на ~ 1 % при криогенных температурах эти тензодатчики разрушались. Большую деформацию измеряли по перемещению траверсы и по изменению расстояния между рисками, нанесенными на боралюминиевые образцы. Нагрузку и деформацию регистрировали одновременно с помощью двухперьевого самописца.

Т. к. в бериллии возможно лишь ограниченное число механизмов деформации, то любая предпочтительная ориентация будет сильно воздействовать на механич. свойства. На этом основаны методы увеличения пластичности бериллия путем создания текстуры. Ввиду того что скольжение происходит преимущественно по плоскости базиса, для получения материала с высокой пластичностью необходимо, чтобы плоскости базиса располагались параллельно направлению растяжения. Высокая пластичность получится и в том случае, если плоскости (1010) будут перпендикулярны к оси усилий, т. к. будет иметь место двойной сдвиг. Если же к оси усилий будут перпендикулярны плоскости (1120), а не (1010), то в механизме скольжения будут участвовать лишь плоскости (1010), и в результате получится худшая пластичность.

радиус круга кривизны огибающей в ее вершине больше радиуса предельной окружности осевого растяжения. Вершина огибающей совпадает с крайней правой точкой этой окружности. Это единственная точка касания, ей соответствует предельная площадка, перпендикулярная к направлению растяжения, что означает возникновение предельного состояния в форме разрушения от отрыва1).

3. Хрупкое разрушение упругого тела. Задача Гриффитса. Гриффите рассматривал следующую задачу. Бесконечная хрупкая пластина единичной толщины растягивается в одном направлении равномерно распределенными на бесконечности напряжениями. В теле имеется плоская трещина, расположенная перпендикулярно к направлению растяжения; размер трещины в плоскости пластины равен /. Требуется найти критическое значение напряжения о ==а0, при достижении которого размер трещины начинает увеличиваться. Рассматривался случай отсутствия притока внешней энергии.

5.2.0 микрокартине разрушений. Микроструктурная картина разрушения металлов показывает, что в условиях ползучести на границах зерен возникает система микротрещин (как правило, на стыке трех зерен), с преимущественной ориентацией в плоскостях, перпендикулярных к направлению растяжения'). Так же ориентированы микротрещины и в испытывающих ползучесть полимерах2) .Удельная концентрация таких трещин в материале постепенно увеличивается.

У самого отверстия, т. е. при г = а, напряжения приобретают следующие величины: на площадках, перпендикулярных к направлению растяжения, т. е. при ft = я/2 (рис. 9.53)

с — глубина краевой или половина длины внутренней трещины, расположенной перпендикулярно к направлению растяжения.