Напряжений превышающих

Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (например, ав). Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (например, o_i). Сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой детали (галтели, канавки и т. п.) или с дефектами производства (царапины, трещины и пр.).

Если величина напряжений превышает сопротивление отрыву и металл мало пластичен, то напряжения не могут быть уменьшены пластической деформацией. В такой ситуации образуются трещины. Наиболее опасны при этом растягивающие напряжения на поверхности, которые, способствуя образованию трещин, снижают предел выносливости стали.

Прочность — главный критерий работоспособности для большинства деталей. Деталь не должна разрушаться или получать пластические деформации при действии на нее нагрузок. Различают статическую потерю прочности и усталостные поломки деталей. Потеря прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел текучести ст для пластичных материалов или предел прочности ог„ для хрупких материалов. Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Усталостные поломки вызываются длительным действием переменных напряжений, значение которых превышает характеристики выносливости материалов (например, о_г). Основы расчета на прочность и усталость были рассмотрены в разделе «Сопротивление материалов». Здесь же общие законы расчетов на прочность и усталость рассматривают в применении к конкретным деталям,

Прочность — главный критерий работоспособности для большинства деталей. Прочность — способность детали сопротивляться разрушению или возникновению пластичных деформаций под действием приложенных к ней нагрузок. Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или потери сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел текучести от для пластичных материалов или предел прочности а„ для хрупких материалов. Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала, например а^.

Прочность является главным критерием работоспособности для большинства деталей. Поломки частей машин не только приводят к простоям, но и могут быть причиной несчастных случаев. Различают статическую и усталостную прочность деталей. Нарушение статической прочности происходит тогда, когда величина рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала. Обычно это связано с перегрузками. Усталостные поломки детали вызываются длительным действием переменных напряжений, величина которых превышает характеристики усталостной прочности материала (например, а_ i). Основы расчетов на прочность изложены в разделе сопротивления материалов.

.Хеджепес рассчитал также концентрацию напряжений с учетом динамических эффектов, связанных с внезапным разрушением волокон. Было обнаружено, что в результате динамического воздействия концентрация напряжений превышает статическую на 15% при одном разорванном слое и в пределе — на 27% при приближении числа разорванных слоев к бесконечности.

Хрупким разрушением обычно называют внезапное разделение напряженного тела на две или более частей без какой-либо заметной неупругой деформации. Этот вид разрушения сопровождается минимальным поглощением энергии. Причиной таких разрушений являются субмикроскопические трещины с атомарно острыми концами, где концентрация напряжений превышает способность тела сопротивляться им. При скоростях хрупких разрушений, близких к скорости звука в той же среде, процесс разрушения становится самоподдерживающимся.

В зоне концентрации напряжений на внешней поверхности действительное НДС существенно отличается от предсказуемого по теории оболочки. При этом интенсивность напряжений превышает значения, найденные по теории оболочек, примерно в 4,2 раза, а интенсивность деформаций — в 2,5 раза (см. рис. 4.34) .

Известно /89,90/, что зависимость коэффициента концентрации напряжений при статических нагрузках от свойств включения и матрицы имеет вид, представленный на рис.3.8. Учитывая, что при анализируемых нами соотношениях падающей волны и размера включений динамический коэффициент напряжений превышает статический на 10-14%, можно ожидать, что вокруг включений граната напряженное состояние будет ниже, чем в случае сильвина и кальцита. Экспериментальные данные подтверждают это.

для упругого кручения, при котором отступление от линейной зависимости между напряжениями т и деформациями у (от закона Гука) по поверхности образца достигает такой величины, при которой тангенс угла, образуемый касательной к точке кривой деформации и осью напряжений, превышает первоначальное напряжение на 50% .

Хрупким разрушением обычно называют внезапное разделение напряженного тела на две или более частей без какой-либо заметной неупругой деформации. Этот вид разрушения сопровождается минимальным поглощением энергии. Причиной таких разрушений являются субмикроскопические трещины с атомарно острыми концами, где концентрация напряжений превышает способность тела сопротивляться им. При скоростях хрупких разрушений, близких к скорости звука в той же среде, процесс разрушения становится самоподдерживающимся.

Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (например, ав). Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (например, o_i). Сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой детали (галтели, канавки и т. п.) или с дефектами производства (царапины, трещины и пр.).

Несмотря на то, что принятые методы расчёты рчзличн^х металлоконструкции на прочность не допускают достижения в материале напряжений, превышающих предел текучести, и вся конструкция работает на общем фоке упруго приложенных ннпря*ени*),в отдельных локальных участках поверхности оборудования создаются Олагопри-ятниэ условия для концентрации напряжений. На таких учаогках

Исследования показали, что по химическому составу металл отливки корпуса задвижки соответствовал стали А-352 1СВ по А5ТМ и в зоне разрушения находился в охрупченном состоянии: ударная вязкость КСУ_40 при пониженной температуре составляла 12 Дж/см2, относительное удлинение 8 — 23,8%. Металл имел ферритно-перлитную структуру с крупными равноосными зернами и включениями карбидов внутри зерен феррита. Охрупчивание металла отливки в зоне разрушения было вызвано наличием усадочных межкристаллитных несплошностей и проявлением водородной хрупкости. По значениям прочности, твердости и относительного сужения металл отвечал требованиям нормативных документов к отливкам, предназначенным для эксплуатации в средах с высоким содержанием сероводорода. Разрушение стенки корпуса задвижки произошло в результате быстрого развития трещин, образовавшихся в металле под воздействием напряжений, превышающих предел текучести, в зоне расположения усадочных несплошностей. Наличие высоких напряжений в металле в момент, предшествовавший разрушению, подтверждалось тем, что в зоне зарождения и нестабильного роста трещин преобладал вязкий характер разрушения. Характер излома корпуса задвижки в зонах зарождения и докритического роста трещины смешанный, а в зоне лавинообразного разрушения — хрупкий с шевронным узором. Охрупчивание металла, вызванное его пониженной ударной вязкостью, способствовало лавинообразному развитию разрушения. Наиболее вероятной причиной разрушения задвижки явилось, по-видимому, размораживание ее корпуса.

Мы уже говорили, что если разгрузить образец, растянутый до напряжений, не превышающих предела пропорциональности, то линия разгрузки совпадает с линией нагрузки. Повторное нагру-жение образца приведет к тому, что диаграмма растяжения полностью совпадает с первоначальной диаграммой растяжения. Неоднократные нагружения материала до напряжения меньших предела

Иначе обстоит дело при нагружении до напряжений, превышающих предел пропорциональности. Известно, что если образец, нагруженный до напряжения выше сг1Щ (точка /С на рис. 2.96, а) разгрузить, то разгрузка пойдет по прямой, параллельной участку ОА. Теперь, если снова нагрузить образец, то нагрузка пойдет по линии LK- Начиная с точки /С, диаграмма пойдет приблизительно так, как будто не было ни разгрузки, ни повторного нагружения (рис. 2.96, б).

В том случае, когда критическая сила вызовет возникновение критических напряжений, превышающих предел пропорциональности, а это равносильно тому, что Я < Апред, формула Эйлера станет неприменимой и напряжение можно будет вычислить по эмпирической формуле Ясинского

Прочность — главный критерий работоспособности для большинства деталей. Прочность — способность детали сопротивляться разрушению или возникновению пластичных деформаций под действием приложенных к ней нагрузок. Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или потери сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел текучести от для пластичных материалов или предел прочности а„ для хрупких материалов. Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала, например а^.

0,2 мкм (эти значения довольно типичны для материалов) требуется более 300 дислокаций. В действительности таких гигантских скоплений не наблюдается. Как показал Фридель [8], напряжения, обусловленные дислокационным скоплением, релаксируют, если они превысят предел упругости. Например, в ГЦК-кристаллах дислокационная группа полностью релаксирует, если она содержит пять и более дислокаций. Из этих представлений следует, что для того, чтобы пора могла расти, необходимо создавать дислокационные скопления в разных плоскостях скольжения (рис. 5.4, д, е). Наличие на поверхностях пор развитой картины пластической деформации ' (рис. 5.3, а), по-видимому, подтверждает этот вывод о движении дислокаций по множеству плоскостей скольжения, а сравнительно большой размер пор свидетельствует о наличии в условиях объемного напряженного состояния напряжений, превышающих предел упругости.

Оценено влияние усадочных напряжений на предел текучести и поведение слоистого композита после достижения предела текучести. Очевидно, что цикл отверждения при 177 °С приводит к появлению усадочных напряжений, превышающих предел пропорциональности типичных смол, применяемых в производстве слоистых композитов. В результате полимерная матрица практически во всех боропластиках, независимо от уровня приложенных нагрузок, частично находится в пластическом состоянии.

При больших скоростях изменения функции нагружения и больших уровнях напряжений, превышающих статический предел текучести, имеет место запаздывание развития пластических деформаций в материале, что вызвало необходимость введения динамического предела текучести. Величина этого параметра тем меньше, чем ближе статический предел текучести ат к пределу прочности сгв. Этим фактором объясняется увеличение частоты хрупких разрушений пластических материалов. При этом характерно, что если при статическом на-гружении растяжения предельное состояние характеризуется средним по сечению напряжением, то при динамическом разрушении •— местным значением напряжения в элементе конструкции, которое может существенно превосходить среднее значение напряжения.

В работе [11] на примере сталей 45 и 12ХНЗА показано, что в области напряжений, превышающих предел выносливости, величина неупругой деформации за цикл на стадии стабилизации определяется размерами и количеством микротрещин, возникающих в процессе циклического нагружения. Наилучшая корреляция наблюдается между величиной неупругой деформации за цикл и произведением числа трещин на средний размер этих трещин.