На главную

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

Статья по теме: Жесткости напряженного

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

Скачать полный текст

Влияние жесткости напряженного состояния на деформационную способность волокон композиционного материала. Формоизменение композитов с высокомодульными волокнами представляет собой сложную проблему из-за хрупкости волокон, которую они проявляют, например, при испытании на растяжение. Подходя к понятиям хрупкости и пластичности не как к свойствам материала, а как к его состоянию, можно попытаться осуществлять формоизменение композитов при таких схемах деформирования, при которых обеспечивается повышение деформационных свойств их компонентов. Для этого может быть использован эффект повышения деформационной способности материала, если на имеющуюся схему напряженного состояния накладывается гидростатическое сжатие [153]. В общем случае влияние схемы напряженного состояния на деформацион-[10, С.254]

Увеличение жесткости напряженного состояния у вершины усталостной трещины при ее развитии. Если усталостная трещина возникает на поверхности гладкого образца или образца с надрезом, вызывающим невысокую концентрацию напряжений, то развитие ее на некоторую глубину сопровождается: увеличением жесткости напряженного состояния материала при вершине трещины, что вызывает стеснение пластической" деформации, накапливание которой необходимо для дальнейшего роста усталостной трещины. Таким образом, при одном: и том же внешнем нагружении на поверхности образца пластическая деформация протекает свободно и приводит к появлению усталостной трещины, а на некоторой глубине (у вершины возникшей трещины) пластическая деформация затруднена настолько, что дальнейший рост трещины при данном цикле изменения напряжений становится невозможным и трещина превращается в нераспространяющуюся [30].[1, С.29]

Увеличение жесткости напряженного состояния с ростом усталостной трещины проявляется практически всегда в сочетании с другими эффектами, например, с упрочнением материала у вершины усталостной трещины и торможением трещины границей зерна. Так, результаты испытаний на изгиб с вращением гладких образцов из низкоуглеродистой феррито-перлитной стали показали: если снимать электрополированием с поверхности образца слои различной толщины, постепенно приближаясь к толщине слоя, равной глубине нераспространяющейся усталостной микротрещины, то жесткость напряженного состояния у такой трещины будет постепенно уменьшаться, одновременно снижая разрушающие напряжения. Предел выносливости образцов по мере удаления поверхностного слоя, содержащего нераспространяющуюся усталостную1 микротрещину, будет все больше и больше приближаться к пределу выносливости гладкого образца.[1, С.29]

Теми же причинами, наряду с влиянием жесткости напряженного состояния [7, 8], объясняется наличие на поверхности разрушения испытанных образцов характерных областей разрывов металла, представляющих собой трещины небольшой глубины, перпендикулярные к плоскости распространения трещины и лежащие в плоскости прокатки. Такие разрывы, расположенные по фронту надреза, или трещины в виде "гребней" наиболее часто встречаются при испытаниях сталей, подвергнутых специальным режимам прокатки [9, 10].[4, С.91]

Увеличение глубины кольцевой трещины сопровождается изменением жесткости напряженного состояния в ее вершине, и это оказывает существенное влияние на характеристики разрушения. Переход от однородного одноосного растяжения к объемному напряженному состоянию при трехосном неоднородном растяжении в зоне трещин приводит к тому, что напряжения в нетто-сечении OQ и о" сначала падают в области малых длин трещин, а затем возрастают с увеличением / (рис. 7.15, 7.16). Их падение соответствует большим, а возрастание — малым d / D. Значения [4, С.205]

Результаты экспериментов, приведенные в табл. 3, показывают, что наибольший эффект увеличения жесткости напряженного состояния в вершине усталостной трещины проявляется на образце, у которого электрополировкой был снят слой толщиной 1 мкм. Этот образец разрушился при напряжении 205 МПа после 1,5 млн. циклов нагружения, тогда как предел[1, С.29]

Испытание образцов одинаковой ширины, но с различной толщиной позволило установить, что для данной стали (ВК1) увеличение толщины приводит к повышению скорости роста трещины (рис. 5.23, а и 5.24), что связано с возрастанием жесткости напряженного состояния в вершине растущей трещины [29-31]. На рис. 5.24 представлены зависимости относительных скоростей трещин, определяемых как отношение скорости в образце толщиной 4 мм к скорости в образце соответствующей толщины при А К = const (40 МПаТм) от толщины образцов. Для биметалла № 2 (табл. 5.1) с увеличением толщины до 8 мм и снижением коэффициента плакирования П скорость трещины падает за счет повышения объемной доли основного металла. При последующем возрастании толщины и, как следствие, объемности напряженного состояния, происходит повышение скорости роста трещин.[4, С.142]

Повышение характеристик трещиностойкости обусловлено изменением напряженно-деформированного состояния и условий деформирования в вершине трещины при подходе ее к более прочной и вязкой наплавке. Образование расслоений по границе сплавления, увеличение радиуса кончика магистральной трещины и снижение жесткости напряженного состояния в ее вершине способствуют возрастанию пластических деформаций во вставке и повышению энергетических затрат на разрушение. Понижение температуры испытаний до 213 К не привело к существенным изменениям характеристик трещиностойкости при расположении трещины на границе раздела и в зоне вязкой наплавки, но уменьшило трещиностойкость в 1,3...3,4 раза при расположении ее в основном металле, что объясняется его хрупким разрушением при данной температуре.[4, С.133]

Методические рекомендации МР 71-82 [7] регламентируют способы определения параметров, характеризующих стадию остановки нестабильно распространяющейся хрупкой трещины, и включают два вида испытаний. Первое из них, проводимое на двухконсольном балочном образце в изотермических условиях, позволяет оценить стадию остановки трещины, обусловленную уменьшением жесткости напряженного состояния в вершине движущейся трещины. Условия остановки в этом случае описываются с помощью К° как функции температуры испытаний. Второй вид испытаний с предварительным инициированием хрупкого разрушения проводится на плоских образцах при растяжении с градиентом температур рабочей части, что дает возможность оценить условия остановки, происходящей за счет повышения трещиностойкости материала на пути трещины. В качестве критерия используется температура материала в вершине остановившейся трещины t°, а результаты испытаний записываются в виде зависимости t? -(o/a02) для данной толщины листа, где а — исходное номинальное напряжение.[4, С.18]

Соотношения (7.19в) получены [29] в предположении наличия в зоне вершины кольцевой трещины условий плоской деформации в результате решения краевой задачи теории упругости. Однако, согласно решению Г. Нейбера [35], условия плоской деформации реализуются для образцов с малой глубиной трещины, и с увеличением d/D объемность напряженного состояния повышается. Изменение жесткости напряженного состояния при варьировании d/D приводит к изменению условий начала пластического деформирования в вершине надреза (трещины), так как величина предела текучести стт является функцией параметров жесткости напряженного состояния. В связи с этим условия (7.19в) следует считать необходимыми, но не достаточными для получения величин К1с, если последние рассматривать как характеристику материала, а не образца.[4, С.217]

Полученное различие уровней напряжений, необходимых для распространения трещины 02 (/) и GZ (//) для разных глубин надрезов исчезает, если те же зависимости построить не 'В номинальных, а в действительных напряжениях (см. рис. 50). С увеличением теоретического коэффициента концентрации напряжений действительное напряжение, необходимое для возникновения трещины (aa0i), увеличивается, что является результатом увеличения жесткости напряженного состояния. Различие кривых a0ai при разных глубинах надреза определяется, очевидно, тем, что изменение теоретического коэффициента концентрации напряжений не в полной мере отражает жесткость напряженного состояния (жесткость напряженного состояния зависит от параметров надреза). Можно предположить, что при построении зависимости а0 а\ от показателя жесткости напряженного состояния эти кривые совпадут.[1, С.119]

... 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. Кудрявцев П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины, 1982, 176 с.
2. Полухин П.И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Изд.2, 1983, 352 с.
3. Морозов Е.М. Техническая механика разрушения, 1997, 390 с.
4. Москвичев В.В. Трещиностойкость и механические свойства конструкционных материалов, 2002, 335 с.
5. Бернштейн М.Л. Металловедение и термическая обработка стали Т1, 1983, 352 с.
6. Туманов А.Т. Конструкционные материалы Энциклопедия, 1965, 527 с.
7. Гохфельд Д.А. Механические свойства сталей и сплавов при нестационарном нагружении, 1996, 408 с.
8. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением, 1983, 352 с.
9. Гудков А.А. Трещиностойкость стали, 1989, 377 с.
10. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.

На главную