Разрушающее воздействие

Для того чтобы приблизить результаты испытаний к реальным условиям эксплуатации материала в конструкции и получить цифры, характеризующие конструктивную прочность, довольно широко стали применять испытание на растяжение с концентраторами (надрезами) — рис. 49. Прочность в этом случае (а") определяли как разрушающее напряжение, деленное на сечение нетто (живое сечение в месте надреза).

Предельное разрушающее напряжение труб ствкР со сквозной продольной трещиной (длиной 2?) определяется как и в случае растяжения пластины неограниченных размеров с такой же трещиной:

При этом кривизна цилиндра с трещиной [1]. Тогда, разрушающее напряжение сосуда будет равно :

где a0,™ -. разрушающее напряжение бездефектного сосуда; ? - длина трещины без учета пластической зоны;

В последнее время квазихрупким называют разрушение, при котором разрушающее напряжение в сечении нетто акр выше предела текучести ат, но ниже предела прочности. На рис.3.1 показаны температурные области хрупких I, квазихрупких II и вязких (пластичных) III состояний. В области I скорость трещины велика, излом кристаллический; в области II скорость трещины по-прежнему велика (0,2-0,5 скорости звука), излом кристаллический; в области III скорость трещины мала (<0,05 скорости звука), излом волокнистый [10].

Из этой формулы видно, что при ?->0 критическое напряжение ркр->ао (т. е. разрушающее напряжение при отсутствии трещины остается конечным, а не стремится к бесконечности как в задаче Гриффитса). При больших длинах трещин и, следовательно при малых р сравнительно с оо формула (3.44) принимает вид ;

Отметим, что учет пластической зоны в вершине трещины приводит к конечному значению прочности при отсутствии трещины. Разрушающее напряжение при этом равно напряжению на границе упругопластической зоны, т. е. с0. По этой причине в качестве с0 предпочтительнее брать предел прочности, чем предел текучести, что и подтверждается экспериментально.

Основные положения. В основе известных расчета на прочность используется линейная механика разрушения. При небольших, сравнительно с пределом текучести, разрушающих напряжениях деталь находится в хрупком состоянии. Тогда справедливы асимптотические оценки напряженного состояния в окрестности вершины трещины и расчет на прочность можно вести по известному критерию Ирвина (К < Кс) линейной механики разрушения. С повышением уровня разрушающих напряжений зона пластических деформаций, окружающая вершину трещины, увеличивается в размерах. Если номинальное разрушающее напряжение больше предела текучести, то разрушение можно назвать квазихрупким. При этом асимптотические оценки напряжений у вершины трещины перестают быть справедливыми, понятие коэффициента интенсивности отсутствует и для расчета детали на квазихрупкое состояние требуются другие методы (даваемые нелинейной механики разрушения). На температурной зависимости разрушающего напряжения области хрупкого и квазихрупкого состояний отделяются так называемой второй критической температурой [10], т. е. той температурой, при которой номинальное разрушающее напряжение образца с трещиной равно пределу текучести при данной температуре. Поскольку разрушающее напряжение зависит от длины трещины, то при изменении длины трещины можем получать области хрупких и квазихрупких состояний при одной и той же температуре детали. Следовательно, желателен единый метод расчета для хрупкого и квазихрупкого состояния, поскольку расчет должен предусматривать варьирование длины трещины путем введения соответ-

эффициента интенсивности напряжений есть функция разрушающего напряжения, которое может быть выражено через запас прочности (разрушающее напряжение в опасной точке равно сть/(п); то предел трещиностоикости есть Кс в функции п или 1(п). При m = 1 из уравнения (4.1) находим критическую длину трещины при заданном п. При m > 1 длина трещины (при том же п) будет меньше критической. Эту длину можно считать допустимой, если есть обоснованное число т. Следовательно, для проведения расчета на прочность при статической нагрузке надо экспериментально найти предел трещиностоикости.

Чтобы приблизить результат испытаний к поведению материала в реальной конструкции, следует взять толщину -образца равной толщине детали. Еще лучше, если образец каким-либо образом имитирует деталь в том случае, когда расчету подлежит конкретная конструкция. Для такого модельного образца следует иметь формулу для коэффициента интенсивности напряжений К. На образцы наносим исходные трещины разной длины I (следует также. предусмотреть образцы без трещины). Затем эти образцы доводят до разрушения и строят график повреждаемости (или критическую диаграмму разрушения) в координатах Оразр - I (длина здесь берется исходная, разрушающее напряжение - номинальное в нетто сечении). Затем строим график зависимости предельного коэффициента интенсивности напряжений от длины трещины. В формулу для К подставляем аразр и i и находим К = Кс, которое и откладываем на графике при данной I.

Далее приступаем к построению графика предела трещиностоикости. С этой целью с диаграмм Кс(?) и Оразр (-0 снимаем значение Кс и для ряда значений аразр-Затем Оразр делим на ав (разрушающее напряжение образца без трещины) и получаем зависимость Кс от аразр/ов. Эта зависимость и есть предел трещиностоикости I.

2. Предотвращение контакта с аммиаком (или кислородом и другими деполяризаторами в присутствии аммиака). Отсутствие влияния NH3 трудно гарантировать, так как уже следы его вызывают растрескивание. Пластмассы, содержащие следы аминов или разлагающиеся с их образованием, оказывают постоянное разрушающее воздействие на неотожженную латунь. Содержащие удобрения стоки с сельскохозяйственных угодий и воздух над удобренными почвами также вызывают растрескивание латуни. В то же время трубки латунных конденсаторов не растрескиваются при контакте с конденсатом котловой воды, содержащим NH3, так как концентрация кислорода в нем очень мала.

разрушающее воздействие на материал. На таких станках обрабатывают полости штампов, пресс-форм, поверхности деталей сложной конфигурации. Специализир. станки позволяют нарезать резьбу (колебат. движения сообщаются метчику), образовывать отверстия в алмазных волоках (УЗ воздействие направлено на сверло), производить раскрой материалов с точностью до 15 мкм (УЗ колебания сообщаются резцу) и т.п.

Газонефтепромысловое оборудование работает при одновременном воздействии нескольких факторов: коррозионной среды, механических напряжений (растягивающих, знакопеременных и др.), трения, давления, температуры и др. Суммарное воздействие всех факторов превышает сумму воздействия каждого из них в отдельности: 2Л+?+В+.. .>А+Б+..., где А — разрушающее воздействие от фактора А; Б — разрушающее действие от фактора Б и т. д.

где а — доля связывающихся частиц в золе; Ь — коэффициент, учитывающий изменение массы отложения вследствие реагирования активных частиц золы с компонентами продуктов сгорания; Rp — доля крупных, оказывающих разрушающее воздействие частиц в золе;