Разрушения соответственно

Ориентировочная линия разрушения соединения

В связи с этим большой интерес представляют исследования, посвященные анализу прочности сварных соединений при двухосном нагру-жении. В частности, в /46/ предложен метод оценки механических свойств сварных соединений тонкостенных сосудов давления путем гидростатического выпучивания плоских образцов и цилиндрических обечаек, закрепленных по контуру. Требуемое соотношение компонент напряженного состояния п = 02 /°i B испытываемых образцах достигалось выбором соответств\тощего контура отверстия в матрице установки. При испытании выпучиванием образцы располагались таким образом, чтобы шов был симметричен относительно кромок отверстия. Прочность сварного соединения по предлагаемой методике оценивалась косвенно по величине напряжений в основном металле в момент разрушения соединения.

В связи с этим большой интерес представляют исследования, посвященные анализу прочности сварных соединений при двухосном нагру-жении. В частности, в /46/ предложен метод оценки механических свойств сварных соединений тонкостенных сосудов давления путем гидростатического выпучивания плоских образцов и цилиндрических обечаек, закрепленных по контуру. Требуемое соотношение компонент напряженного состояния п = a2 /Oj в испытываемых образцах достигалось выбором соответствующего контура отверстия в матрице установки. При испытании выпучиванием образцы располагались таким образом, чтобы шов был симметричен относительно кромок отверстия. Прочность сварного соединения по предлагаемой методике оценивалась косвенно по величине напряжений в основном металле в момент разрушения соединения.

Соотношение (1.21) указывает на уменьшение доли периода роста трещины в долговечности сварного соединения по мере возрастания числа циклов нагружения до разрушения соединения. Относительная доля периода роста трещины в периоде нагружения элемента конструкции до разрушения существенно зависит от условий нагружения элемента конструкции, вида материала и состояния поверхности, а также концентрации напряжений. При высокой концентрации напряжений доля периода роста трещины в общей долговечности образца или элемента конструкции может оказаться значительной. Возникает естественный вопрос о том, в какой мере соотношение между периодами зарождения и роста трещины может быть использовано для характеристики поведения материала при циклическом нагружении. Указанная информация позволяет установить, насколько эти два разных способа накопления повреждений материала взаимосвязаны или зависимы между собой для разных условий нагружения и их концентрации в районе очага разрушения.

Рис. 28. Типы разрушения соединения композитов внахлестку. Обозначения слоев:

деформацию до разрушения соединения. Обычно волокна выдерживают такую деформацию, а трещины зарождаются в зоне взаимодействия, как показано на рис. 4 для системы титан — бор. Далее теория рассматривает, в зависимости от толщины реакционной зоны, три следующих случая.

вполне допустимо, поскольку аминогруппа, притягиваясь к стеклу, видимо, прочно связана с его поверхностью и поэтому может не участвовать в реакции. Таким образом, разрушение адгезионного соединения происходит вследствие гидролиза силоксановой связи в середине каждого димера, прореагировавшего как со смолой, так и со стеклом. Половина каждой молекулы димера остается на стекле, а другая ее половина отщепляется, что является причиной 50%-ной остаточной радиоактивности стекла после разрушения соединения.

нялись фенолополивинилацетальный клей ВС-ЮТифено-ло'каучуковый ВК-32-200, содержащие большой процент растворителя и предрасположенные благодаря этому к образованию пористой прослойки. Объемная пористость менялась от 3 до 30,6% путем варьирования времени открытой выдержки клеевого слоя от 10 до 30 мин. Пористость определялась весовым методом и контролировалась проведением микроструктурного анализа после разрушения соединения. Сфероидальная форма пор достигалась повышением давления отверждения. С целью

Статистическая обработка результатов расчета подтверждает тесную связь между тепловой проводимостью и пористостью клеевых прослоек. Коэффициент корреляции между пористостью, рассчитанной на основании опытных данных по тепловой проводимости, и фактической составляет для системы со сферическими порами 0,964 и сфероидальными 0,972. Такое соответствие между опытными и расчетными данными свидетельствует, в частности, об отсутствии влияния краевого эффекта в распределении пор по поверхности склеивания на процесс теплопереноса через клеевую прослойку. Это обусловлено, очевидно, тем, что за счет малой толщины прослойки практически исключается переориентация теплового потока в зонах с неравномерным распределением пор. Следует отметить, что для клеевых прослоек с пористостью выше 30% наблюдается разброс опытных данных от расчетных, полученных по выражениям (6-8) и (6-9). Это, очевидно, связано с образованием крупномасштабных газовых дислокаций неправильной геометрической формы. Для таких систем нарушаются условия, при которых справедливы выражения (6-8), (6-9). Таким образом, установленная связь между тепловой проводимостью и пористостью клеевой прослойки позволяет осуществлять количественный контроль пористости без разрушения соединения [Л. 137, 138}.

Опытная проверка пригодности расчетных зависимостей (6-16), (6-17) осуществлялась одновременно с исследованием влияния пористости на тепловую проводимость клеевой прослойки. Объемный вес отвержденной клеевой композиции находился после разрушения соединения.

Выше заштрихованной области NaCl существует в форме сухой соли или в виде истинного раствора, а ниже х = 1,0 все соли будут активно растворяться в воде, образуя слабоконцентрированные и неопасные для коррозионного разрушения соединения.

Кроме того, при испытании на растяжение определяют характеристики пластичности. К ним относятся: относительное удлинение 8 — [(/ц— /0)//0Ь100% и относительное сужение яр :-= = [(F0 — FK)/F0]-100 %, где /„ и /„ — длина образца, а /•'„ и FK — площадь поперечного сечения образца до и после разрушения соответственно. Отношение изменения длины к начальной длине определяет условное удлинение. Отношение в каждый данный момент изменения длины к длине в этот момент дает истинное удлинение:

ров (рассеивание характеристик прочности материалов, влияние региональных и климатических условий и т. п.) заставляют при определении долговечности прибегать к методам теории вероятности и математической статистики. Вследствие этого теория не дает однозначного ответа на вопрос об ожидаемой долговечности, ограничиваясь установлением функциональных зависимостей вероятности разрушения от продолжительности и режимов эксплуатации (рис. 4). Теория может только установить, что вероятная продолжительность работы машины на данном режиме будет равна, скажем, 8, 12 и 18 тыс. ч. при вероятности разрушения соответственно 90, 80 и 60%, или установить вероятное число остающихся в эксплуатации машин (процент выживания) после определенных периодов работы.

Рис. 2.5. Рельеф (а) межзерен-ного разрушения с "псевдо"усталост-ными бороздками, образованными в результате ползучести образцов из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при 650 °С и напряжении 500 МПа в течение 476 ч до разрушения; (б), (в) морфология границ зерен в изломе образцов после их совместного растяжения с кручением до разрушения соответственно при 400 МПа при 300 МПа в течение 77 ч, при той же температуре

Данные по СРТ на поверхности образца, как уже было подчеркнуто выше, соответствуют суммарному приросту фронта трещины по всей толщине образца. Поэтому они не могут быть строгой характеристикой физического поведения материала, и их использование для оценки минимального прироста трещины в связи с параметрами кристаллической решетки неоднозначно. Вместе с тем переход на кинетических кривых через критические точки при описании роста трещины имеет достаточно четкую картину смены ускорения роста трещины. Это наблюдается не только после регистрации средней величины прироста трещины за цикл нагружения (далее скорости роста трещины), близкой одному или нескольким расстояниям между атомами кристаллической решетки. Аналогичная ситуация отвечает переходу от первой ко второй стадии разрушения, что отражает роль масштабных уровней процесса разрушения соответственно в связи с типом и параметрами кристаллической решетки, а далее параметрами микро- и макроструктуры материала. Ниже будет рассмотрен

Мультифрактальность и самоафинность рельефа излома подразумевает обоснование выбора метода определения размерности с учетом известных кинетических закономерностей роста усталостных трещин. Значение фрактальной размерности может находиться в интервале 1 < Df< 2 и 2 < Df< 3 при описании извилистости траектории линии трещины или поверхности разрушения соответственно. Вопрос об использовании того или иного значения фрактальной размерности может быть решен на основе известных закономерностей кинетики роста усталостных трещин в металлах. Поэтому перейдем к рассмотрению единого синер-гетического описания этого процесса с использованием фрактальной размерности.

В уравнении (12.4) безразмерные константы Си и Сш зависят только от коэффициента Пуассона и характеризуют влияние на развитие разрушения соответственно мод раскрытия вершины трещины Кц и Кт, возникающих в трубчатом образце при его скручивании в плоскости трещин. Соотношение (12.1) свидетельствует о том, что при разном сочетании компонент растягивающих и сдвиговых нагрузок в условиях растяжения-скручивания можно использовать единую кинетическую кривую роста усталостных трещин. В этом случае эквивалентный коэффициент интенсивности напряжения представляет собой величину, зависящую только от поправки F(co°) на угол скручивания при совместном растяжении с асимметрией и скручивании материала. Величина поправки, как и во всех случаях ее определения, может быть вы- числена для единой кинетической кривой (см. гла- : ву 6) из простого соотношения: !

где А0 и AR — площади поперечного сечения до и после разрушения соответственно. Полное удлинение состоит из равномерного удлинения и удлинения в результате образования шейки. В работе [30] обнаружена общая экспериментальная зависимость между равномерным удлинением и расстоянием между частицами и показано, что показатель деформационного упрочнения ряда сталей уменьшается с увеличением напряжения текучести при 20%-ной деформации. Равномерное удлинение и напряжение текучести связаны соответственно со степенью деформационного упрочнения и характерным микроструктурным размером.

осколков размером хв каждой из зон разрушения, соответственно. В каждой из зон функция распределения осколков по размерам описывается уравнением Розина-Раммлера с соответствующими параметрами xl>n,ni,2-

ров (рассеивание характеристик прочности материалов, влияние региональных и климатических условий и т. п.) заставляют при определении долговечности прибегать к методам теории вероятности и математической статистики. Вследствие этого теория не дает однозначного ответа на вопрос об ожидаемой долговечности, ограничиваясь установлением функциональных зависимостей вероятности разрушения от продолжительности и режимов эксплуатации (рис. 4). Теория может только установить, что вероятная продолжительность работы машины на данном режиме будет равна, скажем, 8, 12 и 18 тыс. ч. при вероятности разрушения соответственно 90, 80 и 60%, или установить вероятное число остающихся в эксплуатации машин (процент'выживания) после определенных периодов работы.

Учитывая, что по достижении температуры разрушения Тр тепловой поток в обоих рассматриваемых случаях перестает изменяться, нетрудно показать, что линейная скорость перемещения разрушающейся поверхности УОО, постепенно увеличиваясь, должна_ достигнуть своего постоянного (стационарного) значения и<х,т-*с<, -*-1>оо. Поскольку этот переходный процесс закончится лишь через бесконечно большой отрезок времени, то обычно говорят не о стационарных, а о так называемых «квазистационарных» параметрах разрушения. Соответственно можно указать такое время т», по прошествии которого скорость разрушения Ооо приблизится к стационарному значению v,» с точностью до некоторого заданного Ае (на практике обычно принимают Ае = 0,1 ««,).

Для термической усталости выберем два уровня Л и Б деформации ег и ег, определяющие долговечность по числу циклов до разрушения соответственно в области 102 и 10* циклов.