Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Работа № 123468
Наименование:
РЕФЕРАТ Усталостное разрушение тел с трещинами
Информация:
Тип работы: РЕФЕРАТ.
Предмет: Машиностроение.
Добавлен: 23.11.2020.
Год: 2019.
Страниц: 22.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И. М. ГУБКИНА
Факультет Инженерной Механики Кафедра Технической механики
РЕФЕРАТ №
на тему «Усталостное разрушение тел с трещинами»
по дисциплине «Основы теории упругости, пластичности и механики разрушения»
Выполнил студент группы _МО-17-09___
Москва 20__ Содержание
Общие положения………3 Механизм распространения трещин………..4 Эмпирические зависимости роста усталостных трещин……….9 Теоретические зависимости роста усталостных трещин………15 Диаграмма усталостного разрушения тела с трещиной………..18 Список используемой литературы……….22
Общие положения Изменение свойств материала может происходить не только в результате воздействия различного рода сред, но и от вида приложенного нагружения. Наиболее опасным видом нагружения является циклическое нагружение, которое приводит к появлению и развитию трещин, а затем и к полному разрушению тела. Такой тип разрушения называют усталостным, а сам процесс - усталостью. Изменение состояния материала при усталостном процессе отражается на его механических свойствах, макроструктуре, микроструктуре и субструктуре. Происходящие изменения можно разделить на стадии, которые зависят от исходных свойств материала, вида напряженного состояния и особенностей влияния внешней среды. Усталостное разрушение значительно отличается от разрушения, вызванного действием постоянной нагрузки. В основе усталостного разрушения металла лежит дислокационный механизм зарождения микроскопических трещин. Возникновение усталостных трещин связывают с результатом циклического деформирования кристаллической решетки, когда максимальное значение напряжения за период цикла способно привести к пластическим сдвигам. Происходит интенсивное увеличение количества дислокаций и их движение как в прямом, так и в обратном направлении. Существуют различные варианты взаимодействия дислокаций, которые приводят к возникновению большого количества точечных дефектов, вакансий. Скопление вакансий приводит к объединению их в поры, которые могут стать причиной разрушения, превратившись в трещину [1, 2]. В разрушении немалую роль играет пластическая: деформация, хотя макроскопически необратимость размеров детали невелика в сравнении с разрушением при постоянной нагрузке. Механизм пластической деформации дислокационный и сопровождается образованием ограниченного количества линий скольжения с последующим их расширением. Усталостное разрушение может происходить при напряжениях меньше предела прочности или текучести. Для разрушения тела необходимо только определенное число циклов. При небольшой нагрузке большее число циклов, а при большой - меньшее. В зависимости от частоты w прикладываемой нагрузки условно различают многоцикловую (w ? 300-10 000 Гц) и малоцикловую (w ? 1-2 Гц) усталость. При малоцикловой усталости число циклов до разрушения составляет N ? ?10?^4-?10?^5, в то время как при многоцикловой – N ? ?10?^5-?10?^8 [3]. Многочисленные эксперименты с конструкционными материалами, которые подвергались воздействию циклических напряжений, в широком диапазоне изменения частоты нагружения (w = 10-1000 Гц) показали, что увеличение частоты приводит к ускорению процесса пластического течения и росту дефектов, а отсюда к резкому снижению общей долговечности материала. Усталости присущи эффекты, которые не встречаются при действии обычной деформации. Так называемый эффект экструзии связан вытеснением на поверхности тонких пластинок материала по плоскостям скольжения. Обратный эффект носит название интрузия. Вовремя обнаружить развивающуюся усталостную трещину очень сложно. В связи с этим при проектировании конструкции, следует производить расчеты не только из предположения отсутствия трещин в течение срока эксплуатации, но и предусмотреть возможность усталостных трещин в случае их возникновения. Способность материала работать при наличии растущей в нем трещины, обычно, называют живучестью.
Механизм распространение трещин Наиболее существенными особенностями распространения усталостной трещины можно считать то, что ее рост идет в направлении, перпендикулярном растягивающим напряжениям, а трещина у вершины трещины оставляет на поверхности излома характерные бороздки как при пластическом, так и при хрупком разрушении [1-4]. Бороздки хрупкого разрушения характерны для высокопрочных материалов. Результаты многочисленных экспериментальных исследований распространения усталостных трещин выявили следующие их особенности:
¦ строение бороздок зависит от состояния материала, термической обработки и условий нагружения; ¦ наиболее четко бороздки образуются при односторонних циклических напряжениях; ¦ одна бороздка чаще всего соответствует одному циклу нагружения, если амплитуда напряжения s_а достаточно высока, так как ниже определенноrо значения s_а бороздки могут и не образоваться; ¦ при стационарных условиях циклического нагружения по мере углубления трещины расстояние между бороздками возрастает; ¦ хрупкие бороздки встречаются не только в высокопрочных материалах, но в низкопрочных при коррозийном воздействии; ¦ на поверхности бороздок появляются следы ступенек сброса, волнистость и более мелкие бороздки, что подтверждает сложность разрушения даже во время одного цикла нагружения.
Перечисленные характерные особенности распространения усталостной трещины показывают, что этот процесс определяется разнообразными и сложными факторами. Рассмотрим некоторые объяснения этого процесса. Одним из первых механизмов, объясняющих рост трещины при переменных нагрузках, был предложен Ф. Макклинтоком (F. А. McClintock). Он, использовав положения механики, связал распространение трещины с одним из следующих механизмов: накоплением пластической деформации в области перед вершиной трещины и накоплением очагов повреждений перед распространяющейся трещиной. Предполагается, что первое явление преобладает в пластичных материалах при высоких амплитудах напряжений. Второе явление, локальное разрушение, связывается с наличием циклической пластической деформации и критическим значением ее амплитуды. Механизм распространения трещин, предложенный К. Лейрдом (С. Laird) и К. Смитом (С. G. Smith), основывается на изучении профилей бороздок и сечений трещин для случая пластического распространения трещины с одновременным образованием вязких бороздок и носит название процесса «пластического затупления» (рис. 1).
Рис. 1. Процесс «пластического наступления»: а - без нагрузки, б, е - прикладывается растягивающая нагрузка, в - максимальная нагрузка, г – прикладывается сжимающая нагрузка, д – максимальная сжимающая нагрузка. Большая ширина полос скольжения на стадиях в, г отмечена двойными стрелками
Рост усталостной трещины связывается с чередованием процессов затупления вершины трещины и ее заострения. Во время затупления достигается максимальная растягивающая нагрузка, и вершина трещины принимает форму полукруга, а пластическая деформация, развивающаяся у вершины трещины, инициирует распространение трещины в направлении максимальных сдвигающих напряжений. После наступления заострения, в результате потери устойчивости формы трещины и достижением максимальной сжимающей нагрузки, происходит образование новых поверхностей трещины. Замечено, что процесс затупления и последующего заострения вершины трещины не всегда связан с микроструктурой. Скорее всего, он связан со степенью деформации. Предпосылкой этому типу распространения трещины служат большие пластические деформации у вершины трещины...
Список используемой литературы
Сапунов В.Т., Морозов Е.М. Сопротивление материалов распространению трещины при циклическом нагружении. -М.: Изд-во МИФИ, 1978. -69с. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел (перев. с англ.). -М.: Металлургия, 1971. -264 с. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: Пер. с англ. -М.: Мир, 1984. -624 с. МР 2-95. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении // Механика катастроф. -М.: МИБСТС, 1995. -С. 83-180. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. -М.: Наука, 1974. -640с. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. -М.: Наука, 1974. – 312с. Сапунов В.Т., Морозов Е.М. Сопротивление материалов распространению трещины при циклическом нагружении.-М.: Издательство МИФИ, 1978.- 69с.
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
