Разрушения существует

свидетельствует об изменяющемся характере приложенных напряжений циклов. С увеличением длины трещины скорость ее распространения возрастает, в результате чего увеличивается шероховатость поверхности излома. В области статического долома разрушения носят сдвиговой характер. Макрофрактографические особенности изломов малоцикловой усталости заключаются в строении собственно усталостных изломов. При относительно малом числе циклов нагружения (до тысячи) изломы при малоцикловой усталости близки к таковым при статическом растяжении. Разрушение сопровождается заметной макроскопической деформацией (сужением). По мере увеличения числа циклов нагружения характер разрушения изменяется от вязкого к хрупкому разрушению. Поверхность собственно усталостного излома более шероховатая и составляет значительно меньшую долю в изломе, чем зона статического долома. Коррозионные среды не изменяют макрофрактографический характер усталостных изломов, хотя механизм усталостного и коррози-онно-усталостного разрушения существенно отличается.

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.

Рассмотрим некоторые классические критерии пластичности и хрупкого разрушения, разработанные для однородных металлов и являющиеся основой для построения распространенных критериев прочности для композиционных материалов. Несмотря на то, что природа текучести и хрупкого разрушения существенно различна, один из рассмотренных ниже критериев пластичности послужил основой для построения нескольких критериев хрупкого разрушения композиционных материалов.

У материалов с направленными свойствами и изотропных материалов распределение напряжений и характер разрушения существенно различаются.

никают при сжатии и создают зону, которая не может передавать растягивающее напряжение. На границе этой зоны возникают параллельно волокнам большие касательные напряжения, которые вызывают расщепление. А оно, в свою очередь, обусловливает дальнейшее локальное выпучивание. Таким образом, явление разрушения существенно связано с взаимодействием между растягивающим и сжимающим нагружениями. Избежать сдвигового расщепления в общепринятых образцах на растяжение из углепластика оказывается очень сложно из-за относительно низкой сдвиговой прочности.

При стационарных режимах работы напряжения малы, а вязкость разрушения при повышенных температурах имеет достаточно большую величину — хрупкое разрушение маловероятно. Вероятность хрупкого разрушения существенно выше при пусках из неостывшего или холодного состояния, когда напряжения достигают величины

а повышение температуры и соответствующее увеличение вязкости разрушения существенно меньше, чем при стационарном режиме.

Эффективность влияния разрабатываемых методов повышения усталостной прочности часто проверяется испытаниями при комнатной температуре, вместе с тем приводимое далее описание строения изломов, полученных при комнатной и высоких температурах, показывает, что эти два вида разрушения существенно различаются между собой.

В соответствии с этим представляется целесообразным располагать данными по ползучести, длительной прочности и разрушающим деформациям при соответствующих уровнях постоянных напряжений в широком диапазоне времени до разрушения, в том числе и для кратковременной ползучести. С другой стороны, было бы важно получить данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению без учета влияния времени для того, чтобы оценить деформацию ползучести и циклическую пластическую деформацию, а также соответствующие им повреждения. Такие данные получить непосредственно из опыта представляет известные трудности, поскольку время цикла и общее время до разрушения в этом случае должны быть достаточно малы, чтобы не происходило развития деформаций ползучести и падения во времени пластичности и прочности. Следует заметить, что приемлемые в этом смысле частота и время до разрушения существенно зависят от температуры.

Точечная коррозия (питтинг) (рис. 7) характеризует наличие большего или меньшего числа отдельных коррозионных точек. В процессе данного коррозионного разрушения существенно увеличивается его глубина. Эта коррозия типична для коррозионно-стойких сталей, алюминия и его сплавов и т. д.

Поскольку процесс взаимного контактирования микронеровностей двух сопряженных поверхностей носит случайный характер, выявление определенных закономерностей, связанных с изменением состояния поверхностного слоя в процессе фрик-ционно-контактного воздействия, возможно лишь при обработке достаточного количества экспериментальных данных. Так, было установлено, что частичная релаксация микронапряжений происходит после некоторого (отличного от единицы) числа воздействий, что является подтверждением усталостной природы процесса в смысле необходимости многократного воздействия для нарушения сплошности исследуемого материала — образования микротрещин. Таким образом, среднее для каждой нагрузки расстояние между минимальными значениями ширины линии (220) a-Fe является числом циклов до разрушения по критерию образования микротрещин. Число циклов до разрушения существенно зависит от внешних условий трения. С увеличением нагрузки на индентор оно уменьшается (рис. 29).

Силовой критерий Ирвина и эквивалентный ему энергетический критерий Гриффнтса в линейной механике разрушения полностью исчерпывают вопрос о продольном состоянии равновесия континуального упругого тела с трещиной. В нелинейной -.н'чашгке разрушения существует ряд формулировок, также устанавливающих продольное состояние равновесия упругого тела с трещиной. Среди них наиболее известной является бк-модель [31, 116, 118, 209]. Суть этой модели состоит п том, что перед концом существующего разреза вводится зона ослабленных связей в виде тонкого слоя. При этом тело обладает следующими

Существует известная аналогия между процессами поглощения энергии кристаллической решеткой при механическом нагружении до разрушения и при нагреве металла до состояния полного расплавления [6, 23, 24]. В обоих случаях нарушение межатомных связей наступает в результате поглощения предельной для данной кристаллической решетки величины энергии. При нагреве металла от заданной температуры Ти до температуры плавления Ts и в процессе плавления поглощаемая предельная удельная энергия

При изучении влияния вида напряженного состояния на сопротивление разрушению материал, как правило, представляют изотропным, однородным и сплошным, т.е. в некотором смысле идеализируют исследуемый объект. Для такой модели материала состоятельность критериев прочности оценивают прежде всего путем анализа формы предельной поверхности разрушения; существует требование: предельная поверхность должна быть выпуклой и плавной.

В вязкой (кривые /) и хрупкой (кривые 2) областях разрушения существует прямая корреляционная зависимость между Тер и износом: увеличение сопротивления срезу в обеих областях приводит к уменьшению износа (рис. 86, 87). Полученная общая закономерность была

Аналогичным образом изменяется износостойкость стали 110Г13Л в зависимости от сопротивления срезу. Кроме того, сопоставление данных по сопротивлению срезу с износостойкостью наплавочных сплавов динами ческому воздействию абразива показывает, что как в вязкой, так и в хрупкой областях разрушения существует прямая корреляционная зависимость между сопротивлением срезу и износом: увеличение сопротивления срезу в обоих областях приводит к уменьшению износа. Полученная общая закономерность была подтверждена при рассмотрении результатов испытаний на изнашивание сплавов с однотипной структурой. Во всех случаях уменьшение износа связано с увеличением сопрртивле-

Используемая в настоящее время методика предполагает, что между статическим и усталостным механизмами разрушения существует строгое соответствие. Для композитов это предположение не всегда оправдано. Поэтому следует подвергнуть критическому изучению применение метода предварительного неразрушающего нагружения слоистых композитов для изменения статистического распределения начальных дефектов.

Относительно микромеханизма пластичного внутризеренного разрушения существует следующее представление: гомогенные материалы имеют тенденцию к преимущественному разрушению по механизму расщепления плоскостей скольжения или при разновидностях этого механизма — серпентинном скольжении

Существует минимальное значение К, ниже которого рост усталостной трещины невозможен. Зависимость отношения /u//Cic (где /Ci — интенсивность напряжений у вершины исходной усталостной трещины, а К\с — критическая .интенсивность напряжений) от числа циклов до полного разрушения образца, характеризующая условия разрушения при циклическом деформировании, имеет асимптоту •(рис. 52). Значение /Сь соответствующее уровню этой асимптоты, и есть •нижнее пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений А/Со, ниже которого роста усталостной трещины не происходит.

Процессы разрушения при циклическом режиме нагружения, для которого установлена временная зависимость прочности, и при статическом нагружении обычно противопоставляются друг другу; предполагается, что закономерности разрушения при циклическом и статическом нагружении различны. Однако кинетическая теория разрушения твердых тел дает основание считать, что хотя характер изменения внешней нагрузки оказывает влияние на процессы деформации и разрушения, существует определенная общность процессов разрушения независимо от условий нагружения; процессы разрушения обусловлены, в основном, одинаковым механизмом.

момент разрушения металла. Критериев разрушения существует

Опасность разрушения существует тогда, когда может возникнуть резонанс по тонам А0, В0 и AJ.