Главная > Физико-механическое моделирование процессов разрушения
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

2.1.4. АНАЛИЗ УСЛОВИЯ ЗАРОЖДЕНИЯ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ

2.1.4.1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ ЗАРОЖДЕНИЕ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ

В данном разделе представлена методика определения параметров входящих в условие зарождения хрупкого разрушения [131, 135].

Рассмотрим параметры входящие в формулу (2.8). Как указывалось выше, в процессе деформирования происходит образование фрагментированной субструктуры материала. Вполне целесообразно принять, что максимальная длина дислокационного скопления равна диаметру фрагмента. Поэтому, учитывая температурную зависимость геометрии скопления, характеризующуюся параметром зависимость (2.8) с учетом (2.13) преобразуем следующим образом:

Учитывая (2.22), параметр можно представить как произведение двух сомножителей

где

Отметим, что зависимость (2.39) строго можно использовать только при т. е. после образования деформационной субструктуры. При уменьшение длины линий скольжения связано в основном с вытяжкой зерна, а также с наличием леса дислокаций. Предполагая, что характер влияния пластической деформации на уменьшение длины линий скольжения при такой же, как и при зависимость (2.39) будем

использовать при любом уровне деформирования. Поскольку - известная функция, то для определения параметра фактически необходимо знание только зависимости

Параметры можно определить в условиях, когда хрупкое разрушение контролируется процессом зарождения микротрещин, а не процессом их распространения. При одноосном растяжении гладких образцов хрупкое разрушение в большинстве случаев лимитируется именно распространением микротрещин, поэтому по результатам таких опытов найти не представляется возможным. Наиболее подходящими для нахождения являются образцы, в которых реализуется значительная жесткость напряженного состояния. Геометрия этих образцов должна быть такова, чтобы при разрушающая нагрузка) в образце существовала зона, в которой Очевидно, что при в такой зоне будет выполнено условие зарождения микротрещин которое контролирует в данном случае наступление хрупкого разрушения.

НДС, удовлетворяющее указанным выше условиям, можно реализовать при растяжении в цилиндрических образцах с круговым надрезом при подходящем подборе его геометрических параметров, а также в образцах с трещиной.

Для нахождения при фиксированной температуре необходимо иметь данные о разрушающей нагрузке двух образцов с различной жесткостью напряженного состояния. Рассмотрим алгоритм определения по результатам испытаний цилиндрического образца с круговым надрезом и образца с трещиной.

1. Устанавливается зависимость посредством испытаний при различных температурах одноосных гладких образцов, для которых условие зарождения микротрещины достигается значительно раньше, чем условие ее распространения.

2. При одной и той же температуре проводятся испытания на разрыв цилиндрического образца с круговым надрезом и образца с трещиной, в результате которых соответственно определяются разрушающая нагрузка и критический коэффициент интенсивности напряжений

3. Строятся распределения в момент разрушения цилиндрического образца с круговым надрезом (рис. 2.20, а). Зависимости представляются в виде (рис. Затем определяется зона нетто-сечения образца, в которой при выполнено условие распространения микротрещйн Для этого находится деформация которая отвечает условию: при а при (рис. 2.20, б). При выполнено условие Здесь т. е. есть

минимальное значение функции которое достигается в центре образца Поскольку при существует зона, где то разрушение происходит только после выполнения условия зарождения трещины (2.7), которое перепишем в виде

где введены обозначения Условие (2.40) будет выполняться хотя бы для одной точки нетто-сечения образца с деформацией в диапазоне

Рис. 2.20. (см. скан) Распределение главных напряжений и интенсивности пластической деформации в надрезанном сечении цилиндрического образца в момент разрушения (а) и зависимости координата соответствует величине при при

Иными словами, при в указанном диапазоне деформаций максимальное (при наличии экстремума) или наибольшее (при монотонном изменении) значение функции должно достигать значения (Очевидно, что при иначе произошло бы разрушение при нагрузке

Предположив, что функция в диапазоне деформаций имеет максимум при получим

Вычислив из (2.41) величину и учитывая, что. при запишем

4. Определяется НДС в образце с трещиной при в ближайшем к вершине трещины структурном элементе [75]. Для образца с трещиной нет необходимости определять место инициации хрупкого разрушения, так как оно однозначно локализовано в первом структурном элементе у вершины трещины (см. подраздел 4.2.2).

Необходимо отметить, что использование данных о, трещиностойкости материала при. определении возможно, если разрушение образца с трещиной так же, как и цилиндрического образца с кольцевым надрезом, контролируется процессом за; рождения микротрещин. Как будет показано в подразделе 4.2.2, для сталей средней и высокой прочности при испытании на трещиностойкость это требование выполняется автоматически.

5. Определение при температуре испытаний проводится посредством решения системы уравнений:

при где наибольшие главное напряжение и интенсивность пластической деформации в первом структурном элементе у вершины трещины.

Первое уравнение системы отвечает условию зарождения микротрещины в образце с трещиной, второе — в цилиндрическом образце с Надрезом, третье — следует из уравнения Неизвестными в системе трех уравнений являются величины

Система уравнений (2.43) получена в предположении, что функция в интервале имеет максимум. Если функция в указанном интервале монотонна, то наибольшего значения она достигает либо при либо при и процедура определения величин несколько упрощается. Таким образом, если в диапазоне система уравнений (2.43) не имеет решения: или то предположение о наличии макси: мума функции в этом диапазоне неверно: функция: является монотонной. Тогда значения определяются из следующей системы уравнений:

Второе уравнение системы (2.44) есть условие зарождения микротрещины в точке что соответствует предположению о наибольшем значении функции при После решения системы уравнений (2.44) это предположение следует проверить: если то величины рассчитаны верно. В противном случае в системе (2.44) второе уравнение следует заменить на и решение повторить.

Таким образом, для определения параметров ттгпе при некоторой фиксированной температуре необходимо испытать цилиндрический образец с кольцевым надрезом и образец с трещиной и проделать изложенные выше операции.

6. Определение зависимости Учитывая, что параметр не зависит от температуры, - температурную зависимость при известном можно получить из испытаний на разрыв при разных температурах только цилиндрических образцов с надрезом (не испытывая при этих температурах образцов с трещиной). Параметр при данной температуре вычисляется из третьего уравнения системы (2.43) после определения значения из второго, уравнения этой системы, если окажется, что В противном случае рассчитывается

Посредством решения второго уравнения системы (2.44) с соответствующей проверкой на наибольшее значение функции при или как было изложено выше.

1
Оглавление
email@scask.ru