Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тема 4. Механика усталостного и рассеянного, запаздывающего разрушенияСтр 1 из 8Следующая ⇒
Тема 4. Механика усталостного и рассеянного, запаздывающего разрушения Хотя процессы разрушения едины и взаимосвязаны, как и всё в этом мире, принято различать стадии и масштабы этих процессов. Мы применим самое простое и традиционное разделение процесса разрушения на две стадии: накопление рассеянных повреждений и рост магистральной трещины. Разумеется, эти механизмы разрушения взаимосвязаны: в металлах накопление и слияние дислокаций приводит к возникновению макротрещин, рост которых вызывает, в свою очередь, интенсивное образование дефектов в зоне процесса разрушения. На эти темы написаны тысячи статей и сотни монографий; мы ограничимся лишь кратким изложением базовых механических моделей, которые используются для описания длительного и усталостного разрушения металлов и композитов. Разрушение при ползучести Обычно выделяют три стадии ползучести (рис. 4.2): 1 – неустановившаяся, «быстрая» ползучесть, 2 – установившаяся, «линейная» ползучесть и 3 – неустойчивая ползучесть, когда саморазвивающаяся деформация приводит к разрушению. Ситуация напоминает образование шейки при пластичности (раздел 4.1): истинные напряжения даже при постоянной нагрузке растут по мере роста продольной деформации и уменьшения площади поперечного сечения. В конце концов, этот процесс становится неустойчивым, что приводит к быстрому разделению образца на части. Закон установившейся ползучести можно принять в виде степенной зависимости скорости логарифмической деформации от истинного напряжения (4.2): (4.8) Выражая истинное напряжение через логарифмическую деформацию (4.9) и подставляя (4.9) в (4.8), получим окончательно: (4.10) Из дифференциального уравнения (4.10), связывающего скорость роста деформаций с её текущим значением, получаем: , где (4.11) и можем оценить время до разрушения, приняв за условие разрушения обращение деформации в ∞: . (4.12)
Саморазвивающимся ростом деформации из-за роста истинных напряжений объясняется третий, неустойчивый участок на кривых ползучести, и время до разрушения оценивается через параметр n закона ползучести (свойство материала) и начальную скорость ползучести . На заключительной стадии ползучести, перед окончательным разрушением, происходит очень быстрый рост деформации и истинного напряжения σ е, поэтому время возникновения лавинообразного роста деформации и время окончательного разрушения будут различаться незначительно по отношению к общему времени процесса ползучести. Рис. 4.2. Иллюстрация обращения в бесконечность: 1 - скорости деформации при критическом значении е* деформации и 2 – деформации при критическом времени
На рис. 4.2 видно, что при длительном деформировании условие возникновения шейки, формально означающее обращение в бесконечность скорости деформации, реализуется при значении времени близком к критическому времени обращения в бесконечность самой деформации. С учетом большой длительности общего процесса деформирования время окончательного этапа разрушения можно считать малым, и поэтому вполне обоснованно полагают: Таким образом, простейшее предположение о неизменности объема при деформировании позволяет оценить критическую деформацию при начале неустойчивого деформирования (раздел 4.1) и критическое время, при котором деформация или скорость деформации обращаются в бесконечность, что соответствует условию окончательного разрушения. Малоцикловая усталость Под малоцикловой усталостью (Low - Cycle - Fatigue) понимают не просто «малое» число циклов (что такое «мало»: десять, сто, десять тысяч?), а циклическое нагружение за пределом упругости, в отличие от классической «усталости металла», которая возникает при многократных линейно-упругих деформациях. Известный пример малоцикловой усталости это перегибание стальной проволоки, когда буквально за несколько быстрых перегибов проволока раскаляется и разрушается. Применительно к металлам, в частности, к алюминиевым авиационным сплавам, накоплен значительный экспериментальный опыт и разработаны адекватные модели накопления пластической деформации при малоцикловом нагружении. Для композитов с высокомодульными и высокопрочными углеродными волокнами малоцикловая усталость практически не исследовалась. Основная причина заключается в том, что углепластики, растягиваемые вдоль волокон, не обнаруживают пластической деформации и заметной нелинейности диаграмм деформирования вплоть до уровня напряжения, близкого к критическому. А поскольку, согласно правилам и опыту проектирования и эксплуатации композитных авиационных конструкций, не допускаются действующие на деталь нагрузки, превышающие 50% от разрушающих, то нелинейность принято не учитывать.
Тема 4. Механика усталостного и рассеянного, запаздывающего разрушения Хотя процессы разрушения едины и взаимосвязаны, как и всё в этом мире, принято различать стадии и масштабы этих процессов. Мы применим самое простое и традиционное разделение процесса разрушения на две стадии: накопление рассеянных повреждений и рост магистральной трещины. Разумеется, эти механизмы разрушения взаимосвязаны: в металлах накопление и слияние дислокаций приводит к возникновению макротрещин, рост которых вызывает, в свою очередь, интенсивное образование дефектов в зоне процесса разрушения. На эти темы написаны тысячи статей и сотни монографий; мы ограничимся лишь кратким изложением базовых механических моделей, которые используются для описания длительного и усталостного разрушения металлов и композитов.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-06-14; просмотров: 152; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.222.184.122 (0.009 с.) |