На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Действием нормальных

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

Разрушение металлов. Существует два основных вида разрушения металлов: 1) путем отрыва под действием нормальных напряжений при хрупком разрушении, которое'Не сопровождается пластической деформацией, и 2) путем сдвига под действием касательных напряжений при любом состоянии. Вязкое разрушение путем сдвига сопровождается значительной пластической деформацией, которая наступает после того, как металл достиг предела текучести.[11, С.64]

Согласно теории прочности Давиденкова — Фридмана природа разрушения двойственна: хрупкое разрушение от отрыва происходит под действием нормальных напряжений, вязкое — под действием касательных. Высокие напряжения, сопровождающиеся разрушением, могут возникнуть при ударе по абразиву в результате наложения падающей и отраженной волн. Разрушение абразивных зерен на поверхности контакта связано с интерференцией этих волн, поэтому создание теории напряженности контакта при ударе неразрывно связано с учетом упругой и пластической деформаций. Особые трудности возникают при аналитическом исследовании упругопластической деформации поверхности контакта при ударе: При напряжениях, превышающих предел упругости, местная деформация включает две составляющие— упругую и пластическую. Для упругой деформации справедлива приближенная зависимость Герца[6, С.11]

Механизм разрушения определяют по виду излома, поскольку поверхность трещины однозначно отражает процессы, происходящие при ее образовании. Скол соответствует разрыву атомных связей под действием нормальных напряжений. Ямочный излом, образованный путем слияния пор, свидетельствует о разрыве связей под действием касательных напряжений.[3, С.187]

Сопротивление росту трещины на каждом из этих этапов подчиняется различным закономерностям. Для развития трещины по сдвиговому механизму граница зерна является существенным барьером, тогда как та же граница преодолевается трещиной, растущей под действием нормальных напряжений, значительно легче. Реально существуют два варианта соотношения напряжений, необходимых для роста трещины на[7, С.38]

В общем случае различают вязкое и хрупкое разрушения. Вязкое разрушение происходит срезом под действием касательных напряжений и сопровождается значительной пластической деформацией. Для вязкого разрушения характерен волокнистый (матовый) излом детали или образца. Хрупкое разрушение происходит под действием нормальных растягивающих напряжений, вызывающих отрыв одной части тела от другой без заметных следов макропластической деформации. Для хрупкого разрушения характерен кристаллический (блестящий) излом.[10, С.27]

Испытания на растяжение являются наиболее простым методом определения прочностных и пластических характеристик, так как этим способом в области равномерной деформации проще всего достигается одноосное напряженное состояние. Одноосность напряженного состояния сохраняется только до образования шейки, когда материал находится под действием нормальных и касательных напряжений. При растяжении величина максимальных касательных напряжений составляет половину от максимальных нормальных растягивающих. Такое испытание называется «жестким», а напряженное состояние характеризуется коэффициентом жесткости[4, С.22]

Для того чтобы понять особенности механического поведения аморфных сплавов в этой области, рассмотрим полякластерную модель полосы скольжения, предложенную Бакаем [419]. Она основана на представлении аморфных твердых тел в виде ансамбля поликластеров. Предполагается, что границы кластеров обладают тем же атомным строением, что и слои скольжения. Однако в силу случайной ориентировки кластеров и их произвольной формы сквозная трансляционно-инвариантная межкластерная граница отсутствует. С другой стороны, сдвиг по поверхности, отвечающей однородным сдвиговым напряжениям, невозможен без разрывов связей по кластерным границам. Поэтому скольжение происходит вдоль тех участков кластерных границ, где касательные напряжения достигают критического уровня (при этом разрывы происходят в местах концентрации нормальных к границе растягивающих напряжений). Поэтому негомогенная пластическая деформация путем сдвига в случае аморфных сплавов (мезоуровень) в соответствии с моделью сопровождается микроразрушениями под действием нормальных напряжений (микроуровень).[12, С.299]

По условиям растягивающего нагружения в направлении расположения упрочнителя нормальные напряжения возникают на поверхности раздела лишь из-за поперечного сжатия. Однако разрушение по (поверхности раздела в этих условиях является вторичным эффектом. Имеется в виду, что растягивающие напряжения, нормальные к поверхно'сти волокна, достигают предела прочности поверхности раздела лишь после значительного сжатия, например такого, которое происходит, -если .в волокне начинает образовываться шейка. Джонс [13] и другие исследователи наблюдали разрушение композитов алюминий — нержавеющая сталь по поверхности раздела в тех случаях, когда волокна отслаивались от матрицы три образовании шейки. Согласно Веннету и др. {36], в той же последовательности разрушаются композиты латунь— вольфрамовая проволока. Однако в обоих случаях разрушение в действительности начинается в волокне, а дальнейшее его развитие не зависит от вторичных процессов разрушения по поверхности раздела, 'вызванных образованием шейки. Разрушение по поверхности раздела под действием нормальных растягивающих -.напряжений может быть первопричиной разрушения и при других видах .нагружения, например, .при поперечном растягивающем нагружении, однако в'ряд ли оно играет важную роль при продольном растяжении. С другой стороны, сдвиговые разрывы по поверхности раздела, вызванные расщеплением волокна, существенно влияют на развитие последующего разрушения и будут рассмотрены более детально.[5, С.141]

При рассмотрении больших деформаций, возникающих под действием нормальных напряжений, выражение для относительной деформации приобретает следующий вид:[13, С.21]

Особенности напряженного состояния при внешнем трении, •связанные с совместным действием нормальных и тангенциальных сил (при этом поверхностные слои в зоне контакта находятся в условиях всестороннего сжатия), обусловливают и особенности[16, С.33]

В соответствии со схемой хрупкий излом определялся как разрушение без заметной пластической деформации под действием нормальных напряжений, а вязкий как разрушение в основном из-за касательных напряжений с предшествующей пластической деформацией. Я.Б. Фридманом были впервые введены понятия — с о п р о-тивление мет алла отрыву и с'О противлением етал-л а срезу, а также показано, что двум видам разрушения соответствуют и два основных вида изломов при разрушении от среза и от отрыва. При низком сопротивлении металла срезу, по сравнению с сопротивлением отрыву, излом получается вязким, с предшествующей пластической деформацией. При высоком сопротивлении срезу, по сравнению с сопротивлением отрыву, излом получается хрупким.[15, С.13]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дубинин Г.Н. Конструкционные, проводниковые и магнитные материалы (электроматериаловедение), 1973, 296 с.
2. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы, 1987, 224 с.
3. Трефилов В.И. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов, 1987, 248 с.
4. Тушинский Л.И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий, 1986, 216 с.
5. Браутман Л.N. Поверхности раздела в металлических композитах Том 1, 1978, 440 с.
6. Виноградов В.Н. Изнашивание при ударе, 1982, 192 с.
7. Кудрявцев П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины, 1982, 176 с.
8. Портной К.И. Структура и свойства композиционных материалов, 1979, 256 с.
9. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы. Справочник, 1987, 224 с.
10. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, 2001, 640 с.
11. Болховитинов Н.Ф. Металловедение и термическая обработка Издание 6, 1965, 505 с.
12. Иванова В.С. Синергетика и фракталы в материаловедении, 1994, 384 с.
13. Браун Р.Х. Обработка металлов резанием, 1977, 328 с.
14. Горицкий В.М. Диагностика металлов, 2004, 406 с.
15. Гудков А.А. Трещиностойкость стали, 1989, 377 с.
16. Рыбакова Л.М. Структура и износостойкость металла, 1982, 215 с.

На главную