Cтраница 3
Процесс ползучести в большинстве случаев приводит к разрушению материала, поэтому при оценке прочности следует учитывать продолжительность действия нагрузки. Для оценки прочности материала при ползучести применяется характеристика оДл, называемая пределом длительной прочности. Под ней понимается отношение нагрузки, при которой происходит разрушение растянутого образца через определенный промежуток времени, к первоначальной площади его поперечного сечения. [31]
Все существующие теоретические методы расчета основаны на гипотезах о преимущественном влиянии того или иного фактора на процесс перехода материала в предельное состояние. Суть применения этих гипотез для оценки прочности материала заключается в замене фактического напряженного состояния равноопасным ( эквивалентным) ему линейным напряженным состоянием. Равно-опасными называют такие напряженные состояния, у которых при пропорциональном увеличении напряжений одновременно наступает предельное состояние. [32]
Отсюда можно сделать заключение, что оценка прочности материала при сжатии образцов является в известной мере условной. [33]
Нелинейное напряженное состояние характеризуют эквивалентным напряжением, которое определяют по одной из существующих теорий прочности. В [5, 6] В. В. Федоровым было показано, что теории прочности Треска, Губера-Мизеса и др. являются частным случаем общего энергетического подхода к оценке прочности материала и расчету эквивалентного напряжения. [34]
Многими исследователями, в том числе и сотрудниками лаборатории химии металлических сплавов ИМЕТ АН СССР, установлено, что железо, никель и другие металлы значительно упрочняются за счет образования твердых растворов. Такое упрочненное состояние может сохраниться и при высокой температуре. Обычно для оценки прочности материалов при высоких температурах наиболее распространенным методом является исследование длительной прочности. Однако этот метод требует сложного изготовления стандартных образцов и длительного времени испытания. [35]
Одним из таких параметров является изменение плотности, характеризующее не только качественные структурные повреждения, но и являющееся количественной характеристикой повреждаемости ( пластического разрыхления) материала. Как показывают многочисленные исследования [51, 56, 58, 67-69], остаточное изменение плотности ( или остаточное изменение объема) непосредственно отражает микропроцесс накопления повреждений ( образование микропор и микротрещин) и является его количественной характеристикой. На первой стадии разрушения необратимое изменение объема ( пластическое разрыхление) мало по сравнению с амплитудными значениями компонент тензора деформации. Важность необратимого изменения объема в оценке прочности материала подчеркивается также тем, что при таких воздействиях, как облучение материала конструкции потоками различного рода частиц, происходит образование объемных дефектов в кристаллической решетке, приводящих к распуханию материала и снижению его прочности. [36]
Следует отметить, что экстракцией удается удалить грубый неячеистый материал. Истинно привитой и ячеистый материалы остаются не экстрагированными. Таким образом, независимо от молекулярной интерпретации опыты по экстракции могут быть использованы для оценки прочности материала. [37]
Поэтому оценка прочности в этом частном случае проста. В случае сложного напряженного состояния ( объемного или плоского) при оценке прочности необходимо учитывать наличие двух или трех отличных от нуля главных напряжений. При этом опасное состояние материала зависит не только от величин главных напряжений, но и от соотношений между ними. Из - за1 невозможности экспериментального определения критериев опасного состоя-ния материала при сложном напряженном состоянии пользуются гипотезами, формулирующими условия перехода материала в опасное состояние. На основании таких гипотез построены теории прочности. Эти теории исходят из предпосылок о том, что сложное и линейное напряженные состояния считаются эквивалентными ( по прочности), если они при пропорциональном увеличении главных напряжений в одно и то же число раз одновременно становятся опасными. Поэтому оценка прочности материала при любом напряженном состоянии основывается на результатах опытов при простом растяжении ( сжатии), и исследуемое напряженное состояние сравнивается с линейным. Для материалов с выраженной пластичностью за опасное ( предельное) состояние принимается такое, при котором начинают развиваться остаточные деформации. Для материалов, находящихся в хрупком состояний, опасным считается такое состояние, которое предшествует началу появления трещин. [38]
Каждый слой предполагается однородным ( что следует из феноменологического анализа) и ортотропным. Распределение деформаций по толщине пакета принимается линейным. Критерий разрушения записывается последовательно для каждого слоя в отдельности и предельная нагрузка для материала определяется в предположении допустимости нарушения его сплошности в процессе деформирования. Согласно второму подходу, слоистый материал рассматривается как однородный; анизотропный критерий разрушения записывается сразу для всего пакета слоев. Далее на основании этих данных поверхности разрушения слоистых материалов с произвольной структурой формируют теоретически. Такой подход получил наибольшее распространение при оценке прочности современных композиционных материалов, так как в процессе проектирования конструкции приходится рассматривать множество возможных структур материала. Вторая процедура предполагает известными прочностные характеристики рассматриваемого слоистого материала. Она эффективна для материалов, армированных тканями и образованных из одинаковых слоев. Далее рассмотрены критерии, основанные на послойной оценке прочности материала. [39]