Макроскопическая трещина

Cтраница 1

Макроскопическая трещина - предмет изучения собственно механики - имеет размеры, превышающие на несколько порядков размер наибольшего структурного элемента, содержащего в себе достаточное количество кристаллических зерен для того, чтобы свойства его не отличались от свойства любого другого элемента тех же размеров, который можно выделить из материала. Именно это условие позволяет решать задачу о трещине в рамках механики сплошной среды. Сформулированное условие относится к идеальной для применимости теории ситуации, в действительности это требование может быть смягчено, что приводит к известным натяжкам, но не делает теорию беспредметной. Но считая материал сплошным, однородным, упругим и пользуясь аппаратом классической линейной теории упругости, мы приходим неизбежным образом к парадоксальному выводу о том, что напряжения по мере приближения к концу трещины растут не-ограниченно. Этот парадокс служит расплатой за простоту, связанную с распространением линейной теории упругости на область, где она заведомо неверна. [1]

Макроскопическая трещина образуется путем объединения многих межзеренных микротрещин. Их поверхность состоит из гладких фасеток, разделенных множеством гребешков или ступенек, отделяющих различные уровни продвижения магистральной трещины. Общее направление гребешков указывает на то, что трещина распространяется от поверхности внутрь, сливаясь с микротрещинами, периодически зарождающимися на границах зерен. Наблюдаются и самостоятельные микротрещины, не объединенные в более крупную трещину. Атомарный водород локализуется на границах раздела матрица - включение, а также в межзеренных коллекторах, где идет реакция его молизации и возникают микрорасслоения - микротрещины. Последние под действием внутреннего давления водорода и внешней нагрузки увеличиваются, перемычки между ними разрушаются с последующим образованием магистральной трещины. Необходимо также отметить, что наблюдаемые чистые границы зерен подтверждают зарождение и развитие СР сталей за счет возникновения и слияния водородных микрорасслоений, возникающих на границах зерен или границах раздела матрица - включение. Нестабильное разрушение в зоне долома происходит в основном по смешанному механизму. [2]

Макроскопическая трещина - предмет изучения собственно механики - имеет размеры, превышающие на несколько порядков размер наибольшего структурного элемента, содержащего в себе достаточное количество кристаллических зерен для того, чтобы свойства его не отличались от свойства любого другого элемента тех же размеров, который можно выделить из материала. Именно это условие позволяет решать задачу о трещине в рамках механики сплошной среды. Сформулированное условие относится к идеальной для применимости теории ситуации, в действительности это требование может быть смягчено, что приводит к известным натяжкам, но не делает теорию беспредметной. Но считая материал Сплошным, однородным, упругим и пользуясь аппаратом классической линейной теории упругости, мы приходим неизбежным образом к парадоксальному выводу о том, что напряжения по мере приближения к концу трещины растут неограниченно. Этот парадокс служит расплатой за простоту, связанную с распространением линейной теории упругости на область, где она заведомо неверна. [3]

Развитие макроскопической трещины может начаться лишь после разрушения некоторой слабейшей совокупности зерен. Предположим, что каждая такая совокупность ( первичный элемент) обладает индивидуальной кривой усталости. Параметры этих кривых для статистического ансамбля первичных элементов, вообще говоря, являются случайными величинами, совместная функция распределения вероятностей для которых предполагается заданной. Однако не всякий зародыш должен превратиться в прогрессирующую трещину. [4]

Характер роста макроскопической трещины зависит от условий нагружения и прочих факторов. Очень важно определить тип трещины и при аналитическом изучении распространения трещин, и при оценке экспериментальных данных. Классификация трещин необходима как для обоснования исходных положений, принятых при теоретическом изучении поведения трещин и анализе экспериментальных данных, так и для определения области применения полученных результатов. [5]

Рассмотрим развитие макроскопических трещин нормального разрыва под действием внешних нагрузок, которые медленно и монотонно растут со временем. [6]

Поскольку при развитии макроскопической трещины инкубационный и переходной периоды пренебрежимо малы, исследуем развитие трещины во время основного периода развития. [7]

Условная вероятность образования макроскопической трещины из зародыша, расположенного в окрестности выбранной точки, очевидно, зависит от формы образца и от типа напряженного состояния. [8]

Зарождение и рост макроскопических трещин в значительной степени управляется накоплением микроповреждений. Грубо говоря, в процессе медленного роста макроскопические усталостные трещины остаются близкими к равновесным и устойчивым. Однако удельная работа разрушения, которая существенным образом входит в условия равновесности и устойчивости, зависит от уровня микроповреждений, накопленных у фронтов движущихся трещин. Более детальный анализ показывает, что этот подход применим как к классическим трещинам многоцикловой усталости, так и к трещинам малоцикловой усталости. [9]

Очень часто рост макроскопических трещин разрушения определяется кинетикой поступления жидкой фазы в их вершину, в частности закономерностями ее вязкого течения в трещине. Очевидно, что затвердевание жидкой фазы должно практически полностью предотвращать проявление эффекта адсорбционного понижения прочности. Вместе с тем и повышение температуры может приводить к существенному уменьшению интенсивности его проявления. Это обусловлено облегчением пластического течения с повышением температуры: под действием термических флуктуации идет рассасывание деформационных микронеоднородностей; вследствие этого при повышенных температурах локальные концентрации напряжений оказываются слишком малы, чтобы инициировать развитие зародышевых микротрещин. В результате при повышении температуры происходит переход от хрупкого разрушения твердого тела в присутствии адсорбционно-активной среды к его пластическому деформированию. Аналогичным образом может влиять и уменьшение скорости деформирования твердого тела: при медленном деформировании также увеличивается вероятность рассасывания локальных концентраций деформаций и напряжений. [10]

Очень часто рост макроскопических трещин разрушения определяется кинетикой поступления жидкой фазы в их вершину, в частности закономерностями ее вязкого течения в трещине. Очевидно, что затвердевание жидкой фазы должно практически полностью предотвращать проявление эффекта адсорбционного понижения прочности. Вместе с тем и повышение температуры может приводить к существенному уменьшению интенсивности его проявления. Это обусловлено облегчением пластического течения с повышением температуры. Так, под действием термических флуктуации идет рассасывание деформационных микронеоднородностей. Вследствие этого при повышенных температурах локальные; концентрации напряжений оказываются слишком малы, чтобы инициировать развитие зародышевых микротрещин. В результате при повышении температуры происходит переход от хрупкого разрушения твердого тела в присутствии адсорбционно-активной среды к его пластическому деформированию. Аналогичным образом может влиять и уменьшение скорости деформирования твердого тела: при медленном деформировании также увеличивается вероятность рассасывания локальных концентраций деформаций и напряжений. [11]

Горячими трещинами называют микро-и макроскопические трещины, имеющие характер несплошности или надреза, которые образуются в сварных соединениях при высоких температурах, близких к температуре плавления в период кристаллизации металла. Возникают горячие трещины из-за неправильного жесткого закрепления свариваемых деталей, затрудняющего сокращение металла шва. С увеличением в металле шва элементов, образующих химические соединения с низкой температурой затвердевания, а также элементов карбидообразователей и элементов, обладающих ограниченной растворимостью в железе, вероятность образования горячих трещин увеличивается. Такие элементы, как сера и углерод, способствуют образованию горячих трещин, а с повышением содержания в металле шва марганца образование горячих трещин уменьшается. Это объясняется свойством марганца связывать серу в тугоплавкое соединение. [12]

Распределение деформаций в слабом сечении. [13]

Из-за особенностей микроструктуры композита макроскопических трещин обнаружено не было. Однако область с интенсивным выделением энергии ( высокой интенсивностью напряжений) все же существует, поскольку катастрофическое разрушение материала начинается при нагрузках, соответствующих достижению высвобождаемой энергией критического уровня. [14]

Как видно, появлению любой макроскопической трещины предшествует накопление в металле рассеянных повреждений. [15]

Страницы: 1 2 3 4