Разрушения относительно

Фреттинг-коррозия — еще одно следствие механических напряжений, которое может приводить к усталостному или корро-зионно-усталостному разрушению металла. Это разрушение происходит на поверхности раздела двух контактирующих друг с-другом тел, причем оба (или одно из них) металлические и слегка скользят друг относительно друга. Скольжение обычно имеет колебательный характер, например при вибрации. Продолжит,ель-ное скольжение, когда один ролик вращается несколько быстрее контактирующего с ним, приводит к аналогичному разрушению. К тому же типу разрушения относятся коррозионный износ и окисление при трении.

К динамической механике разрушения относятся также разнообразные задачи ветвления и определение траекторий движущихся трещин, которые, однако, здесь не рассматриваются.

В заключение отметим, что помимо этих факторов на сопротивление усталости влияют и другие обстоятельства (форма кривой цикла напряжений, частота нагружения, температура среды и др.), учитываемые обычно при проведении расчетов специальных машин. Рассмотренные здесь закономерности усталостного разрушения относятся к случаю работы деталей при небольших переменных напряжениях и при частотах нагружения до 3000 Гц. Общая теория сопротивления усталости рассматривает и специфические вопросы малоцикловой усталости (число циклов нагружения до разрушения N < 104), термической и акустической усталости.

В первом случае будут иметь место внезапные отказы, так как превышение внешними нагрузками допустимых значений не связано с длительностью предшествующей эксплуатации изделия. Усталостные разрушения относятся к постепенным отказам, так как при работе детали происходит изменение несущей способности материала, и время предшествующей эксплуатации (число циклов нагружения) влияет на вероятность возникновения отказа — усталостной поломки детали.

Рассмотренные закономерности малоциклового и длительного циклического деформирования и разрушения относятся к стадии до момента образования усталостной трещины. Вместе с тем в ряде случаев важным при обеспечении требуемой долговечности является эксплуатация конструкции на стадии распространения малоцикловой трещины. Названные вопросы в настоящее время интенсивно развиваются на основе подходов механики упругоплас-тического разрушения. Переход к расчетам на стадии распространения трещин, внедрение в практику методов оценки выработки ресурса позволят выполнять контроль прочности ответственных конструкций по состоянию в эксплуатации.

К числу других разновидностей коррозионного разрушения относятся межкристаллитная коррозия в зоне прогрева некоторых сварных конструкций и коррозионное растрескивание под напряжением. Этих типов коррозии легко избежать при правильном выборе режима термообработки и способа соединения деталей конструкции.

Заряды ТРТ являются частью конструкции современных ракет, поэтому важно знать механические свойства топлив и уметь интерпретировать эффекты старения и управлять ими. К внешним нагрузкам, которые должен выдерживать топливный заряд без разрушения, относятся нагрузки, связанные с периодическим изменением температуры окружающей среды, транспортировкой,

Заряды ТРТ являются частью конструкции современных ракет, поэтому важно знать механические свойства топлив и уметь интерпретировать эффекты старения и управлять ими. К внешним нагрузкам, которые должен выдерживать топливный заряд без разрушения, относятся нагрузки, связанные с периодическим изменением температуры окружающей среды, транспортировкой,

К физико-химическим способам защиты каменных материалов от разрушения относятся пропитка поверхностного слоя уплотняющими составами и нанесение на лицевую поверхность гидрофобных (водоотталкивающих) составов. Для гидрофобизации, т.е. покрытия и пропитки гидрофобными составами (например, кремнийорганическими жидкостями),

В процессе изготовления и Транспортировки сосудов, труб, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов возможно образование дефектов, сравнимых по размерам с толщиной стенки конструкции. К дефектам, изменяющим геометрическую форму и являющимся источниками разрушения, относятся различного рода гофры и вмятины (см. пп. 1.3.1, 3.1-3.3).

К динамической механике разрушения относятся также разнообразные задачи ветвления и определение траекторий движущихся трещин, которые, однако, здесь не рассматриваются.

чаях разрушения в центральной области образуется полоса прямого излома, ориентированная практически перпендикулярно направлению главных максимальных напряжений. В зависимости от качества металла полоска прямого излома может иметь волокнистость, шиферность, древовидность, слоистость. В полоске прямого излома обычно располагается очаг разрушения, например, в виде включения или их скопления. Смещение местоположения очага разрушения относительно центральной области приводит к соответствующему изменению характера излома (рис. 2.1,д). Высота полоски прямого излома зависит от качества и структуры металла, характера напряженного состояния. Наличие изгибающих моментов (из-за краевых сил и моментов в конструктивных концентраторах) существенно увеличивает высоту этой полоски (рис. 2.1,е). При преобладающем действии изгибных напряжений она может охватывать всю толщину кромки разреза (рис. 2.1,з). Этот вид излома необходимо отличать от хрупкого, плоскость которого также ориентирована перпендикулярно направлению действия главных максимальных напряжений (рис. 2.2).

зависимость времени до разрушения от приложенного напряжения, ни типичные данные рис. 7.8 не подтверждают концепцию о существовании некоего порогового значения приложенного напряжения, ниже которого КРН не происходит. Низкие значения поверхностного растягивающего напряжения означают лишь то, что время до разрушения относительно велико.

Ямки, наблюдаемые при увеличениях оптического микроскопа (см. рис. 5, а), — это крупные углубления с более или менее узкими перемычками между ними. Строение последних, а также глубина ямок характеризуют микропластичность разрушения. Относительно широкие перемычки и наличие на них хрупких кристаллических фасеток свидетельствуют об относительно малой энергоемкости разрушения. С помощью оптического микроскопа методом фокусировки можно измерять глубину ямок и по результатам этого замера сравнительно оценивать пластичность при разрушении (табл. 4).

В образцах и деталях малого сечения (толщиной примерно до 10 мм) по мере развития трещины ориентация поверхности разрушения относительно главных растягивающих напряжений, как правило, изменяется от нормальной (под углом 90°) до наклонной (под углом 45°). Чем тоньше сечение, выше уровень напряжения и менее пластичен материал (при прочих равных условиях), тем раньше наступает поворот поверхности разрушения. Протяженность развития трещины под углом 90° к поверхности соответствует первой стадии распространения разрушения.

Низкие прочностные свойства окалиностойкого сплава Х20Н78Т [1] можно увеличить, например, путем создания композиции с более жаропрочным материалом в середине. На рис. 2 приведены микрофотографии поверхности трехслойных образцов состава Х20Н78Т + ВМ-1 + Х20Н78Т после растяжения их при 1000°С. Образцы после сварки имели характерную волнообразную границу раздела слоев. Приграничные участки явились очагами зарождения микротрещин уже на начальной стадии деформации при удлинении 2—3%. Процесс разрушения такого композиционного материала начинался с разрушения относительно малопластичного при этих температурах молибденового сплава в «дефектных» местах и зонах расположения хрупких фаз на границе раздела, что типично для соединений, полученных сваркой взрывом.

Составим уравнение моментов всех сил для половины зоны разрушения относительно оси п — п:

Иными словами, общепринятые уравнения теории пластичности, в частности в той форме, в которой они представлены здесь, позволяют исследовать пластическое состояние металла вплоть до его разрушения относительно неизменных по положению главных осей.

Оба описанных метода наиболее полно отражают условия работы гидромашин, что является одновременно их достоинством и недостатком, так как интенсивность кавитационного разрушения относительно низкая и для получения результатов требуется большое количество времени. К числу недостатков необходимо отнести также и то, что получение количественно сопо-

где Jp — полярный момент инерции повернутой на плоскость стыка поверхности разрушения относительно центра тяжести, Jp=Jx+ Jy (здесь Jх и JY — моменты инерции относительно

перпендикулярных направлениях (рисунок 1. I, а). Поэтому вязк разрушение реализуется в виде косого среза (рисунок 1.1, б), двойн го косого среза (конуса) (рисунок 1.1, в) и ступенчатого косого ере (рисунок 1.1, г). В последних двух случаях разрушения в централ ной области образуется полоска прямого излома, ориентированы" практически перпендикулярно к направлению главных максимально напряжений. В зависимости от качества металла полоска прямого v лома может иметь волокнистость, шиферность, древовидность, ело стость. В полоске прямого излома обычно располагается очаг разр шения, например в виде включения или их скопления. Смещение м стоположения очага разрушения относительно центральной облае приводит к соответствующему изменению характера излома (рисун< 1.1, д). Высота полоски прямого излома зависит от качества и стру туры металла, характера напряженного состояния. Наличие изг бающих моментов (из-за краевых сил и моментов в конструктивна концентраторах) существенно увеличивает высоту этой полоски (р сунок ].!, е). При преобладающем действии изгибных напряжен! она может охватывать всю толщину кромки разрыва (рисунок 4.1, : Этот вид излома необходимо отличать от хрупкого, плоскость кот рого также ориентирована перпендикулярно к направлению действ) главных максимальных, напряжений (рисунок 1.1, ж).

Направление разрушения относительно прокатки Вдоль Вдоль Поперек