Коэффициентов интенсивности напряжений
где R = /fmax/^min - отношение максимального и минимального коэффициентов интенсивности напряжений в вершине трещины, возникающей при циклическом нагружении.
В конце 1960-х — начале 1970-х годов большое внимание в И МАШ было уделено развитию линейной и нелинейной механики статического, циклического и динамического разрушения (чл.-кор. РАН Н.А. Махутов). При этом расчеты трещиностойкости машин стали базироваться на местных напряжениях аэ и деформациях еэ, на учете размеров дефектов I э , коэффициентов интенсивности напряжений К{ и деформаций К{е, температурных условий нагружения f3:
где AKje — размах коэффициентов интенсивности деформаций.
ГРис. 1.33. Поправочные функции для определения коэффициентов интенсивности напряжений.
Разрушение элементов конструкций с трещинами (исходными или возникшими в процессе однократного или циклического нагру-жения) может быть хрупким, квазихрупким или вязким. Эти виды разрушения определяются уровнем местных пластических деформаций в вершине трещин и различаются по номинальным разрушающим напряжениям, скоростям развития трещин, виду излома. Приведенные выше механические закономерности вязкого, квазихрупкого и хрупкого разрушений могут быть использованы для оценки прочности и трещиностойкости элементов конструкций по следующим основным критериям — по критическим температурам хрупкости tc, разрушающим напряжениям (или разрушающим нагрузкам), критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений К1(. и деформаций К}ес. Основные характеристики, используемые в расчетах трещиностойкости несущих элементов из конструкционных сталей, показаны на рис. 1.45.
В соответствии с изложенным определение запасов по критическим температурам хрупкости, разрушающим нагрузкам, напряжениям и деформациям выполняют на основе следующих основных характеристик разрушения: в хрупких состояниях (f > tc2 ) — по критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений К]с (линейная механика разрушения), в квазихрупких (?с2 ^ t < tcl) и вязких (f > tc2) состояниях — по критическим значениям коэффициентов интенсивности деформаций К1ес (нелинейная механика разрушения).
Рис. 1.73. Распределения разрушающих напряжений ав и критических значений коэффициентов интенсивности напряжений Ktc и Кс для плоских образцов стали СтЗсп.
ческих коэффициентов интенсивности напряжений для различных образцов (стандартных гладких (А), сварных (Б), надрезанных (В), сварных с ребром (Г), несварных с трещинами (Д) и сварных с дефектами типа трещин (Е)).
При наличии высокой концентрации напряжений, обусловленной трещинами в зонах сварных швов, вероятность хрупкого разрушения увеличивается. При температурах 293-253 К и толщине образцов 10-20 мм (46 образцов из СтЗсп) происходят вязкие и квазихрупкие разрушения, при этом коэффициенты вариации разрушающих напряжений и критических коэффициентов интенсивности напряжений Кс составляют примерно 0,06-0,08, а при температуре 233 К коэффициент вариации увеличивается до 0,45. При вероятности менее 40 %, по данным указанных испытаний, происходят хрупкие разрушения и величины Кс принимают значение К1с. При температуре 213 К разрушающие напряжения оказываются ниже предела текучести, а коэффициенты вариации о а и о к снижаются до 0,4. У кипящей стали при тех же толщинах хрупкие разрушения возникают при температуре 253 К при вероятности разрушения менее 30 %. Коэффициент вариации разрушающих напряжений в квазихрупких и хрупких состояниях у кипящей стали получился на 15-20 % ниже, чем у спокойной.
При расчетах скорости распространения трещины для определения размахов коэффициентов интенсивности напряжений и деформаций используют значения коэффициентов асимметрии г-п и г-п не ниже, чем по соотношениям (3.26)-(3.40). Если фактически значения
В соответствии с изложенным в п.п. 1.3 и 3.2 запасы по долговечности и критическим температурам хрупкости, разрушающим нагрузкам, напряжениям и деформациям определяют по критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений KJc (линейная механика разрушения) и по критическим значениям коэффициентов интенсивности деформаций К1ес (нелинейная механика разрушения). При этом разрушающие нагрузки, номинальные и местные напряжения и деформации и долговечность определяют по величинам КГс и К1ес на основе формул п.п. 1.3 и 3.2.
где R = /fmax/^min - отношение максимального и минимального коэффициентов интенсивности напряжений в вершине трещины, возникающей при циклическом нагружении.
В конце 1960-х — начале 1970-х годов большое внимание в И МАШ было уделено развитию линейной и нелинейной механики статического, циклического и динамического разрушения (чл.-кор. РАН Н.А. Махутов). При этом расчеты трещиностойкости машин стали базироваться на местных напряжениях аэ и деформациях еэ, на учете размеров дефектов I э , коэффициентов интенсивности напряжений К{ и деформаций К{е, температурных условий нагружения f3:
ГРис. 1.33. Поправочные функции для определения коэффициентов интенсивности напряжений.
Разрушение элементов конструкций с трещинами (исходными или возникшими в процессе однократного или циклического нагру-жения) может быть хрупким, квазихрупким или вязким. Эти виды разрушения определяются уровнем местных пластических деформаций в вершине трещин и различаются по номинальным разрушающим напряжениям, скоростям развития трещин, виду излома. Приведенные выше механические закономерности вязкого, квазихрупкого и хрупкого разрушений могут быть использованы для оценки прочности и трещиностойкости элементов конструкций по следующим основным критериям — по критическим температурам хрупкости tc, разрушающим напряжениям (или разрушающим нагрузкам), критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений К1(. и деформаций К}ес. Основные характеристики, используемые в расчетах трещиностойкости несущих элементов из конструкционных сталей, показаны на рис. 1.45.
В соответствии с изложенным определение запасов по критическим температурам хрупкости, разрушающим нагрузкам, напряжениям и деформациям выполняют на основе следующих основных характеристик разрушения: в хрупких состояниях (f > tc2 ) — по критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений К]с (линейная механика разрушения), в квазихрупких (?с2 ^ t < tcl) и вязких (f > tc2) состояниях — по критическим значениям коэффициентов интенсивности деформаций К1ес (нелинейная механика разрушения).
Рис. 1.73. Распределения разрушающих напряжений ав и критических значений коэффициентов интенсивности напряжений Ktc и Кс для плоских образцов стали СтЗсп.
ческих коэффициентов интенсивности напряжений для различных образцов (стандартных гладких (А), сварных (Б), надрезанных (В), сварных с ребром (Г), несварных с трещинами (Д) и сварных с дефектами типа трещин (Е)).
При наличии высокой концентрации напряжений, обусловленной трещинами в зонах сварных швов, вероятность хрупкого разрушения увеличивается. При температурах 293-253 К и толщине образцов 10-20 мм (46 образцов из СтЗсп) происходят вязкие и квазихрупкие разрушения, при этом коэффициенты вариации разрушающих напряжений и критических коэффициентов интенсивности напряжений Кс составляют примерно 0,06-0,08, а при температуре 233 К коэффициент вариации увеличивается до 0,45. При вероятности менее 40 %, по данным указанных испытаний, происходят хрупкие разрушения и величины Кс принимают значение К1с. При температуре 213 К разрушающие напряжения оказываются ниже предела текучести, а коэффициенты вариации о а и о к снижаются до 0,4. У кипящей стали при тех же толщинах хрупкие разрушения возникают при температуре 253 К при вероятности разрушения менее 30 %. Коэффициент вариации разрушающих напряжений в квазихрупких и хрупких состояниях у кипящей стали получился на 15-20 % ниже, чем у спокойной.
При расчетах скорости распространения трещины для определения размахов коэффициентов интенсивности напряжений и деформаций используют значения коэффициентов асимметрии г-п и г-п не ниже, чем по соотношениям (3.26)-(3.40). Если фактически значения
В соответствии с изложенным в п.п. 1.3 и 3.2 запасы по долговечности и критическим температурам хрупкости, разрушающим нагрузкам, напряжениям и деформациям определяют по критическим значениям коэффициентов интенсивности напряжений KJc (линейная механика разрушения) и по критическим значениям коэффициентов интенсивности деформаций К1ес (нелинейная механика разрушения). При этом разрушающие нагрузки, номинальные и местные напряжения и деформации и долговечность определяют по величинам КГс и К1ес на основе формул п.п. 1.3 и 3.2.
Оценка долговечности на стадии развития трещины малоциклового нагружения проводится с использованием уравнения (4.47) для скорости развития трещины. При этом в качестве исходных используются данные о значениях коэффициентов интенсивности напряжений (в упругой области), начальных размерах дефектов /0, а также данные о значениях местной разрушающей деформации ё} в вершине трещины, определяемых по уравнению (4.42). В силу сложности интегрирования уравнения (4.47) в расчетах можно использовать соответствующие значения скорости роста трещины по уравнению (4.47) для различных / и по dl / dN и / определять числа циклов Np для развития трещины от /0 до /. Если и для стадии развития трещины ввести в рассмотрение запас по долговечности nN , то тогда общее допускаемое число циклов окажется равным
 Читайте далее:
 Количества лейкоцитов
Количества подаваемой
Количества радиоактивных
Критическим температурам
Количественные изменения
Количественных показателей
Количественной характеристики
Количественного определения
Количестве кислорода
Количеством измерений
Количество электродов
Количество автоматических
Количество испарившейся
Количество лейкоцитов
Критической поверхностной
|
