Разрушения представляют

Для определения параметров рассмотренных моделей, входящих в (5.3), были проведены коррозионно-усталостные испытания трубной стали 17Г1С в условиях, моделирующих натурные (катодная поляризация, коррозионная среда). При постановке эксперимента [6] принимался во внимание следующий факт: в напряженном состоянии тонкостенных конструкций, таких, как магистральные газопроводы, изготовленные из высоковязких сталей, отсутствует состояние плоской деформации в вершине трещины. Поэтому для количественного описания всех этапов развития трещи7 ны использование аппарата линейной механики разрушения представляется неправомерным. Однако на начальном этапе разрушения можно предположить, что в вершине трещины все же реализуется состояние квазиплоской деформации и справедливо уравнение Пэриса.

Халпин [13] предложил аналитический подход для описания процесса накопления повреждений в слоистых композитах. Скорость разрушения представляется в виде

Тензорно-полииомиальный критерий разрушения (5) обладает, как было доказано, наибольшей общностью, и в то же время не включает лишних параметров; этот критерий, обобщающий все наиболее часто используемые критерии разрушения, представляется нам наиболее перспективным. Таким образом, имеет смысл сосредоточить внимание на анализе экспериментов, основанных именно на этой математической модели. Последующее обсуждение посвящено в основном статическому разрушению, т. е. кратковременным нагружениям по радиальным траекториям. Представленные здесь данные получены для слоистого композита, состоящего из графитовых волокон (Morganite II) и эпоксидной матрицы (производство Уиттекер Корпорейшн).

Уравнение (5) предполагает ,и иной механизм разрушения, при котором материал в присутствии воды становится хрупким вблизи вершины трещины. В результате этого снижается &W — величина деформации, которая может развиваться перед вершиной трещины. Однако такой1 механизм разрушения представляется маловероятным, если трещина распространяется со скоростью, приближающейся к предельной, так как в этом случае для разрушения необходима очень быстрая скорость диффузии водь^ к вершине трещины и в деформированную область. Действительно, как будет показано в следующем разделе, скорость роста трещины выше, чем скорость поступления воды к фронту трещины.

Картина разрушения представляется следующим образом. При низком уровне растягивающих напряжений возникают только одиночные трещины (возможно, развиваются, увеличиваясь в размерах, имеющиеся в материале отдельные микротрещины) [424, 425]. С повышением уровня нагрузки появляется множество распределенных по материалу трещин, еще разделенных промежутками сплошного материала, которые в дальнейшем, развиваясь под нагрузкой, сливаются в магистральную трещину, пересекающую весь образец. Расположение магистральной трещины в области трещиноватости произвольно и зависит от частных условий, в которых развиваются микротрещины. Иногда развивается несколько параллельных магистральных трещин.

6. Два вида предельных состояний. При определении одним общим термином двух понятий (возникновения пластической деформации и разрушения) представляется удобным использовать термин предельное состояние.

тилем вероятности разрушения представляется в форме

Сравнивая (2.69) с (2.20), можно убедиться, что У3 в общем случае не является удельной высвобожденной энергией при упругодинамическом развитии трещины, следовательно, использование этой характеристики в качестве параметра разрушения представляется сомнительным. Точно так же параметр У2 из. [33], представляющий собой интеграл по времени от У3 (аналогично тому, как интеграл по времени от G определяет полную-энергию разрушения вплоть до текущего момента времени t),. не является параметром разрушения.

ностью изменения лагранжиана L* системы, которая обусловлена единичным переносом трещины в направлении Xk [3]. Еще Эшелби [7] обратил внимание, что эквивалент тензора энергии — количества движения, характерный для задач динамики упругих тел, не приводит к удельной высвобожденной энергии. Таким образом, справедливость использования (2.83а) в качестве параметра разрушения представляется достаточно спорной. Аналогичным образом, если допустить, что ^i совпадает с осью х\ локальной системы координат, связанной с вершиной трещины, то интеграл от (2.83Ь) по времени, скажем

Понимание сути динамики разрушения представляется необходимым при разработке надежных методик, направленных на обеспечение целостности конструкций. В широком плане можно считать, что предмет динамики разрушения совпадает с предметом механики твердого тела, содержащего стационарную или развивающуюся трещины, в условиях, когда существенную роль начинают играть инерционность материала и взаимодействие волн напряжений. Классификацию задач динамики разрушения можно осуществить по следующему принципу:

несмотря на указанное обстоятельство, в состоянии сверхпластичности достигают весьма значительных'удлинений без. разрушения, представляется целесообразным изменить критерий устойчивости. Испытания ряда металлов в холодном состоянии показали, что в процессе локализации деформации параметр Лг0 возрастает [15]. В связи с этим примем, что при 6о'г>0 ДА уменьшается, а при 6o'r<0 Хг0 возрастает, и будем считать деформирование устойчивым, если при неограниченном возрастании времени t для любого начального (т.е. при *=0) значения Лг0 6и'т->0. Согласно этому критерию растяжение стержня устойчиво при 0<Ь]<0,15; 0,66В классе двояконериодических задач теории упругости исследовались главным образом задачп равновесия пластин и оболочек с круговыми или эллиптическими отверстиями (перфорированные пластины и оболочки). Однако для приложений в механике разрушения представляют основной интерес аналогичные задачи для прямолинейных или дуговых разрезов [216].

Как отмечалось, наибольшую опасность с точки зрения хрупкого разрушения представляют дефекты, расположенные вблизи осевой расточки ротора.

Значительную трудность в расшифровке характера разрушения представляют изломы высокопрочных металлов и сплавов. Из-за высокой чувствительности к трещине усталостная зона в изломах этих материалов занимает относительно малую зону, что также затрудняет анализ.

Особый вид разрушения представляют собой контактные усталостные выкрашивания, образующиеся на поверхности металлических деталей при многократном приложении контактных нагрузок и относительном колебательном движении. Вероятность такого разрушения особенно возросла в последнее время в связи с повышением ресурса конструкций и уровня напряжений.

бышев — Брянск при внутреннем давлении перекачиваемой нефти, равном 64 кгс/см2, после 8 лет эксплуатации. Разрушения представляют собой продольный разрыв длиной 500—1500 мм с максимальной шириной раскрытия порядка 100 мм.

и разрушения представляют особый интерес. При их использовании для изучения усталостного механизма износа целесообразно принять во внимание основные закономерности структурных изменений металлов и сплавов, полученные для объемной усталости.

7039-Т64 имеет два значительно различающихся плато скорости на кривой v—К. Одно зависит от концентрации иодида, а другое не зависит (см. рис. 55). Предварительные экспериментальные результаты по влиянию температуры показывают, что плато скорости, не зависящее от концентрации иодидов, отвечает фактически термически ускоряющему процессу с энергией активации 84 кДж/моль, в то время как плато скорости, зависящее от концентрации иодидов, имеет энергию активации 16,8 кДж/моль. Это показывает, что термическая активация скорости роста коррозионной трещины тесно связана с коэффициентом интенсивности напряжений в вершине трещины и фактически не должна иметь никакого отношения к испытаниям по времени до разрушения. Представляют интерес дальнейшие исследования этих явлений.

несущей способности вследствие развития хрупких разрушений. Эти разрушения представляют существенную опасность в силу их малой предсказуемости, низких номинальных разрушающих напряжений и высоких (до 2500 м/с) скоростей развития трещин. Развиваемые в два последние десятилетия основы и критерии механики хрупкого разрушения позволили перейти к расчетам прочности и ресурса конструкций по характеристикам сопротивления хрупкому разрушению — критическим температурам хрупкости и коэффициентам интенсивности напряжений [2, 6, 7].

Модели разрушения представляют собой уравнения (условия), связывающие параметры работоспособного состояния элемента конструкции в момент разрушения с параметрами, обеспечивающими прочность. Эти условия называют условиями (критериями) прочности. Нарушение прочности

Трещины контактной усталости. Особый вид разрушения представляют собой контактные усталостные выкрашивания, образующиеся на поверхности металлических деталей при многократном приложении контактных нагрузок и относительном возвратно-поступательном движении деталей. Поверхностные контактные разрушения - фреттинг-коррозия или контактная усталость - являются не полным разрушением, а сочетаниями многочисленных, часто очень мелких сколов.

В классе двоякопериодических задач теории упругости исследовались главным образом задачи равновесия пластин и оболочек с круговыми или эллиптическими отверстиями (перфорированные пластины и оболочки). Однако для приложений в механике разрушения представляют основной интерес аналогичные задачи для прямолинейных или дуговых разрезов [216].