Cтраница 2
Все конструктивные материалы традиционно подразделяются на вязкие и хрупкие: к вязким относятся сталь, алюминиевые сплавы, дерево и ряд других материалов, разрушение которых обычно сопровождается значительными пластическими деформациями, к хрупким - чугун, бетон, камень и др. Основные теории прочности, используемые при расчете деталей машин и элементов конструкций, также разрабатывались применительно к вязким или хрупким материалам. Так, известные из курса сопротивления материалов первая теория прочности ( критерий предельных максимальных нормальных напряжений) и вторая теория прочности ( критерий предельных максимальных относительных удлинений) разработаны и используются в основном для хрупких материалов, третья теория прочности ( критерий предельных максимальных касательных напряжений) и четвертая теория прочности ( критерий предельного поглощения энергии при изменении формы деформируемого тела) - для вязких. [16]
Для пластичных материалов условия прочности при растяжении и сжатии совпадают. Основными критериями разрушения являются критерий интенсивности напряжений, выражающий среднее касательное напряжение в точке, и критерий максимального касательного напряжения. [17]
В серии испытаний быстро вращающихся дисков на ползучесть длительностью около 900 час периодически измерялись деформации ползучести на внутреннем и внешнем контурах. Сопоставление оказалось несколько затруднительным вследствие явно выраженной анизотропности поковок, однако было обнаружено удовлетворительное соответствие между средними значениями измеренных деформаций в опытах при 1000 F и расчетными значениями, полученными на основе критерия максимального касательного напряжения. [18]
В результате этого концентрация напряжений уменьшается, и трещина становится менее острой. Рост трещины замедляется или вообще останавливается и разрушение детали происходит в результате возникновения новых трещин V-образного типа. Неоднородная структура, сложное распределение остаточных напряжений в микрообъемах материала, а также характер ориентировки молекулярных цепей по отношению к направлению действующих напряжений усложняют характер разрушения термопластичных полимерных материалов в стеклообразном состоянии. Случайный характер распределения слабых мест в структуре материала у края макродефектов приводит к значительному разбросу данных при определении влияния дефектов на прочность зтих материалов в условиях хрупкого разрушения. Однако во всех случаях необходимо учитывать то, что до разрушения детали из конструкционных материалов у края дефекта образуется зона больших необратимых деформаций. В зависимости от структуры материала в зоне дефекта и его типа объем пластически деформированной области бывает различным и развитие трещины может определяться различными критериями. В одном случае действует критерий максимального нормального напряжения, в другом - критерий максимального касательного напряжения. Ниже рассмотрены случаи разрушения, характеризующиеся наименьшим сопротивлением хрупкому разрушению и наименьшей длительностью нагружения до разрушения. В соответствии с этим рассмотрены острые трещины V-образного типа и условия, когда определяющим является максимальное растягивающее напряжение. При этом предполагается наличие у края трещины переходной зоны материала с высоким уровнем местного повреждения. [19]