Предсказание - разрушение
Cтраница 1
Предсказание разрушения и выбор формы и размеров, при которых можно избежать разрушения детали или конструкции, не представляют особых затруднений, если она находится в условиях одноосного статического напряженного состояния. Необходимо лишь иметь в распоряжении кривую зависимости между напряжением и деформацией при одноосном деформировании исследуемого материала, которая достаточно просто получается из одного или нескольких испытаний на простое растяжение и сжатие. Например, если текучесть является основной представляющей опасность формой разрушения исследуемой детали, находящейся в условиях одноосного состояния, то можно предсказать, что деталь разрушится, когда максимальное нормальное напряжение в ней достигнет предела текучести, который можно определить из кривой зависимости напряжения от деформации в опыте на простое растяжение. [1]
Предсказание разрушения при трехосном напряженном состоянии по гипотезе максимального нормального напряжения можно изобразить графически, как это сделано на рис. 6.1. Грани куба представляют собой границу начала разрушения. При всех напряженных состояниях, соответствующих точкам, расположенным вне куба, будет происходить разрушение, в то время как всем точкам, расположенным внутри куба, соответствуют напряженные состояния, при которых конструкция под действием нагрузок не разрушается. Если разрушающее напряжение при одноосном растяжении at равно разрушающему напряжению при одноосном сжатии ос, то куб расположен симметрично относительно начала координат. [2]
 |
Контуры вектора напряжений JF и вектора прочности У для анизотропного композита с трещиной при комбинированном нагружении %. ах 1 и гс 0 077 дюйм. [3] |
Для предсказания разрушения в четвертом квадранте ( комбинированное сжатие и сдвиг) необходимо проанализировать две предельные геометрические конфигурации трещины: ( 1) верхняя и нижняя поверхности начальной трещины удалены друг от друга на малое, но конечное расстояние, причем симметричные ( вертикальные) перемещения поверхностей трещины не ограничены; ( 2) трещина не имеет ширины, и, следовательно, симметричное поле перемещений невозможно. [4]
Нетрудно видеть, что предсказание разрушения по теории максимального нормального напряжения основывается только на оценке величины максимальной. [5]
Рассмотрены существующие аналитические методы предсказания разрушения слоистых композитов по известным свойствам слоя. Процесс разрушения рассматривался с макроскопических позиций, однако там, где это было возможно, указывалось на соответствие основополагающих идей макроскопических методов и наблюдений на микроскопическом уровне. [6]
В главе рассмотрены современные макроскопические методы предсказания разрушения слоистых композитов. Предположения, положенные в основу этих методов, сравниваются с результатами микроскопических наблюдений там, где это возможно. [7]
Если же исследуемая деталь машины находится в условиях двухосного или трехосного напряженного состояния, предсказание разрушения ее становится гораздо более трудным делом. Например, уже нельзя предсказать текучесть, когда максимальное нормальное напряжение достигнет предела текучести при растяжении, поскольку другие нормальные напряжения тоже могут влиять на текучесть материала. Кроме того, не существует одного или нескольких простых экспериментов, с помощью которых можно было бы охарактеризовать процесс разрушения в многоосном напряженном состоянии. Потребовалось бы проведение большого числа сложных испытаний, в которых компоненты напряжений изменялись бы в области их значений, образуя всевозможные комбинации, но даже и при этом было бы очень трудно оценить влияние таких внешних факторов, как концентрация напряжений, температура, условия окружающей среды. Такая программа испытаний была бы непомерно дорогой и трудоемкой, а некоторые напряженные состояния невозможно было бы воспроизвести. [8]
На основании изложенного в этой главе можно сделать вывод, что методы оценки возможности предсказания разрушения и методы расчета элементов, работающих в условиях малоцикловой усталости, в основном эмпирические. [9]
Поскольку во многих практических приложениях напряжения меняются квазислучайно, использование правила линейного суммирования повреждений Паль-мгрена для предсказания разрушения часто оказывается удовлетворительным. [10]
Сложные системы сейсмического контроля ( локальные или в масштабе всей разработки) могут способствовать идентификации и анализу исходных механизмов, хотя предсказание разрушений скальных пород в настоящее время остается невыполнимым. [11]
Несмотря на то что локальное разрушение начинается в точке и определяется условиями в этой точке, знание напряжения в точке тела, которая подвергалась самому высокому напряжению, недостаточно для предсказания разрушения. Необходимо знать также распределение напряжения в достаточно большом объеме вокруг данной точки, поскольку деформативность материала, особенно вблизи разрушения, зависит от состояния материала вокруг критической точки, а возможность распределения разрушения зависит от данного состояния. Этим можно объяснить, например, почему максимальные фибровые напряжения в изгибаемых образцах в момент начального разрушения выше прочности, установленной при чистом растяжении: в последнем случае распределение излома не блокируется окружающим материалом. [12]
Несмотря на указанные недостатки, правило линейного суммирования повреждений Пальмгрена часто используется из-за его простоты и вследствие того, что, как показывает эксперимент, применение других гораздо более сложных теорий накопления повреждений не всегда позволяет значительно повысить надежность предсказания разрушения. [13]
Как видно, прочность исследованного материала наиболее точно предсказывается тензорным полиномиальным критерием. Более существенные различия между критериями, проявляющиеся в предсказании разрушения слабых относительно приложенной нагрузки слоев композита1), обсуждаются в следующем разделе. [14]
Расхождение между нашим мысленным экспериментом и физическим исследованием может быть устранено путем дополнения модели механизма разрушения детальным анализом на микроуровне. Хотя ни одна из этих составных частей не была установлена достаточно твердо, для предсказания разрушения мы можем пользоваться анализом механики сплошной среды совместно с соответствующими интерпретациями. Можно сделать реалистические предположения о том, что микроскопические трещины распределены случайно, а их размер и плотность являются характеристиками материала и технологии изготовления. При таких ограничениях существует малый, но конечный характерный объем ( определенный размером гс, рис. 2, а), который целиком охватывает одну микроскопическую трещину. [15]
Страницы: 1 2