Прочности происходит

Прочность — это способность материала сопротивляться разрушению. Испытания на прочность выполняют на образцах материала, нагружаемых на машинах, обеспечивающих деформации растяжения, сжатия, изгиба, скручивания и др. Неразрушающий контроль прочности позволяет выполнять экспрессные испытания без вырезки образцов.

прикладывается медленно, постепенно увеличиваясь от нуля до своей расчетной величины, и после этого остается неизменной, то она называется статической. Примером такой нагрузки может служить давление здания на фундамент. Такой нагрузке подвергается образец при экспериментальном определении диаграммы растяжения. Сам вид этой диаграммы указывает на те характерные состояния, от которых зависит прочность. При этом критерии прочности конструкций, изготовленных из пластичного и из хрупкого материалов (как и диаграммы их образцов), различны. Если напряжение в элементах конструкции из пластичного материала достигнет предела текучести аг (когда на диаграмме растяжения образуется площадка текучести, а на образце — шейка), то произойдут необратимые изменения формы конструкции. Например, пролет моста провиснет между его опорами. Если же в наиболее напряженных элементах конструкции из хрупкого материала напряжение станет равным пределу прочности ав, то эти элементы разорвутся и вся конструкция разрушится. При этом может и не быть заметной остаточной деформации. Итак, при статической нагрузке следует различать два вида прочности: прочность по отношению к остаточной деформации, характерную для пластичных материалов, и прочность по отношению к разрушению, характерную для материалов хрупких. Критерием прочности при статической нагрузке в первом случае служит неравенство

еще не гарантирует прочности конструкции с полной достоверностью. Чтобы иметь полную уверенность в том, что прочность обеспечена, в критериальном неравенстве заменяют предельное напряжение ант меньшим, называемым допускаемым и обозначаемым [а]. В дальнейшем будем обозначать допускаемые значения любых величин, заключая эти величины в квадратные скобки. С этим уточнением критерием прочности будет служить неравенство

1. Ударное испытание на изгиб образцов 10ХЮХ55 мм с надрезом (глубиной 2 мм и радиусом 1 мм) на маятниковом копре. Образцы быстро переносили из печи и помещали на опоры копра для испытаний. Метод производителен, так как испытания кратковременны, а в печи нагревали несколько образцов. Недостатки метода следующие: а) удельная работа деформации не характеризует пластичность образцов, так как зависит и от прочности. Прочность металла понижается с повышением температуры, поэтому кривая температурной зависимости ударной вязкости показывает ошибочные (заниженные) значения температуры максимальной пластичности; б) при переносе образца из печи и нахождении на опорах копра довольно значительно понижается температура, что зависит от температуры, скорости переноса и материала образца; в) невозможность количественной оценки высокопластичных материалов, которые, не разрушаясь, проходят через опоры копра.

Роль остаточных напряжений в конструкции можно оценить, сравнивая значения поперечных остаточных напряжений, приведенных на рис. 46—48, с соответствующими значениями прочности. Прочность при поперечном растяжении однонаправленного композита (слоя) при объемном содержании волокон 0,55 составляет для эпоксидного боропластика :=«600 кгс/см2, для эпоксидного композита на S-стекле «== 310 кгс/см2, графитоэпоксидного композита ?«260 кгс/см2. Сопоставляя эти данные с соответствующими кривыми, приведенными на рис. 46—48, можно отметить, что поперечные остаточные напряжения могут достигать значений, сопоставимых с прочностью на поперечное растяжение. Аналогичные графики для других напряжений в слое даны в работе

На рис. 1 и 2 представлены графики, иллюстрирующие сравнительные свойства авиационных материалов в координатах удельной прочности (прочность/плотность) и удельной жесткости (жесткость/ плотность).

Предел прочности Прочность Модуль упругости при

Отметим, что, если первым выполняется условие (40а), прочность при изгибе совпадает с межслойной сдвиговой прочностью. Измеряемая величина прочности при изгибе обычно бывает больше прочностей при продольном растяжении или сжатии. Это означает, по-видимому, что первое разрушение, которое удается обнаружить, соответствует разрыву более чем одного крайнего ^наиболее нагруженного слоя. Достаточно сказать, что разрушение ^однонаправленного волокнистого композита при изгибе — сложное явление, требующее точных методов анализа для надежного предсказания напряженного состояния и связанного с ним процесса разрушения.

22. ИНЫЕ КРИТЕРИИ ТЕРМОУСТАЛОСТНОИ ПРОЧНОСТИ. ПРОЧНОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ

22. Иные критерии термоусталостной прочности. Прочность при сложном напряженном состоянии.........134

прочность сварных соединений при комнатной темп-ре повышается, составляя до 90% прочности осн. материала, но при по-выш. темп-pax будет ниже. Прочность сварных соединений сплава МА13 при комнатной темп-ре без снятия усиления шва составляет в среднем 70% прочности осн. материала, сплава ВМД1 — 60%. Прочность сварной точки листов сплава МАИ в зависимости от темп-ры см. табл. 11.

Из описанного механизма разрушения вытекает, что образование трещины и ее рост до критической величины (критическая трещина характеризуется тем, что в ее устье напряжение достигает значения теоретической прочности) происходит в результате движения дислокаций, тогда как распространение трещин (сверх критической длины) происходит без пластической деформации.

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.).

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,

мер, для тонкой пластины с трещиной длиной 21 K=ay'nl. От этой зоны появляются импульсы АЭ, число которых также связано с К. Когда локальное напряжение превосходит предел прочности, происходит микроразрыв — скачкообразное увеличение дефекта; он проходит через эту зону, в результате чего также появляются сигналы АЭ. При дальнейшем нагружении процесс повторяется. Таким образом, число импульсов N АЭ должно расти с ростом К. Связь эту определяет формула

0(Р > Рдоп —> ОС)- при недостаточной механической прочности происходит разрушение катализатора;

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.

ся и развиваются в приповерхностных слоях покрытия, а затем переходят в основной металл. При испытании образцов с никелевым покрытием наблюдается другая картина. В интервале малых изгибающих напряжений отмечается некоторое повышение усталостной прочности, происходит локальное отслаивание участков покрытия. Авторы работы [11] объясняют это установлением только механических связей никелевого покрытия с основным металлом, а химическое взаимодействие при этом отсутствует. Незначительное уменьшение усталостной прочности образцов вследствие нанесения на поверхность плазменного покрытия из окиси алюминия отмечено в работе [57]. Предел усталости стали 40 на базе 109 циклов понижается со 190 до 170 МПа, а стали 12Х18Н10Т на базе 108 циклов — со 195 до 175 МПа. Зарождение и распространение усталостной трещины начинается от границы «основной металл — покрытие».

В волокнистых металлических композитах, за исключением композитов с направленной эвтектикой, волокно и матрица, как правило, не находятся в состоянии химического равновесия. Из всех факторов, воздействующих на усталостную прочность композита, вероятно, самым малопонятным является влияние прочности и микроструктуры на границе раздела волокна и матрицы. Увеличение прочности происходит в результате того, что посредством касательных напряжений усилия передаются через границу раздела волокна и матрицы, и высокомодульные волокна несут большую часть приложенных параллельно им нагрузок. Поверхности раздела играют и другую важную роль в сопротивлении разрушению, контролируя вид распространения трещин; они могут отклонять распространяющиеся трещины и задерживать рост трещин.

С повышением темп-ры испытания от 20° до 500° кратковременная прочность САП понижается в 3—'3,5 раза, в то время как у стареющих алюминиевых сплавов понижение прочности происходит в 20— 25 раз. б у САП, в отличие от алюминиевых сплавов, с повышением темп-ры понижается. Необходимо отметить, что с увеличением

При искусственном старении (190 °С) увеличение прочности происходит за счет выделения фаз 0", 0' и S. Пластическая деформация после закалки и перед искусственным старением приводит к более тонкому распределению полукогерентных фаз 0' и S, которые зарождаются предпочтительно на дислокациях. В период начальных стадий искусственного старения зарождаются и растут предпочтительно по границам зерен некогерентные фазы 8 и S, что приводит к обеднению областей, прилегающих непосредственно к границам. В начальных стадиях искусственного старения прочность увеличивается благодаря частичной реверсии зон ГП и ГПБ. По мере продолжения старения максимум прочности достигается, когда сплав содержит множество мелких частиц фаз 0", 0' и S. Во время старения эти частицы, обогащенные медью, образуются по всему объему зерна (рис. 87). Этот общий распад уменьшает концентрацию меди в твердом растворе матрицы и, таким образом, уже нет значительного преимущества