WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«ПО ДАННЫМ ИСПЫТАНИЙ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ С ШЕВРОННЫМ НАДРЕЗОМ А А В, А А В А.А. Богданов1 XV 72 « В АВ А А А » Научный руководитель: профессор, д.ф.-м.н. Е.Е. Дерюгин2 ...»

АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ

ПО ДАННЫМ ИСПЫТАНИЙ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ С ШЕВРОННЫМ НАДРЕЗОМ

А А В, А А В

А.А. Богданов1

XV

72 « В АВ А А А »

Научный руководитель: профессор, д.ф.-м.н. Е.Е. Дерюгин2

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30, 634050 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Россия, г. Томск, пр. Академический, 2/4, 634021 E-mail: paradox_of_plenty@mail.ru

ANALYTICAL CALCULATION OF FRACTURE TOUGHNESS OF MATERIALS

ON TESTS OF SMALL-SIZED SAMPLES WITH A CHEVRON NOTCH

A.A. Bogdanov1 Scientific Supervisor: Prof., Dr. Ye.Ye. Deryugin2 Tomsk Polytechnic University, Russia, Tomsk, Lenin str., 30, 634050 Institute of Strength Physics and Materials Science of the SB RAS, Russia, Tomsk, Academic str., 2/4, 634021 E-mail: paradox_of_plenty@mail.ru Abstract. On the example of technical titanium VT1-0, a new technique for determining the crack resistance of materials is described in the data of tests of small-sized samples with a chevron notch. The problem of displacement the points of application of the part load due to the variation in the compliance of the sample during the propagation of a crack is solved. Equations for the calculation of the specific fracture energy from the experimental data of small-sized samples with a chevron notch are obtained .

Введение. В настоящее время существуют аналитические и численные способы расчета трещиностойкости материалов. Преимуществом аналитического метода является скорость расчёта т.к .

нет необходимости в моделировании процесса разрушения и геометрии образца. Численный метод требует длительного времени, а также большого ресурса вычислительных систем. При разработке аналитических методов принято проводить их проверку численными методами. Наиболее широко применяется метод испытания образцов стандартных размеров с предварительно нанесенной на них усталостной трещиной [1]. Этот метод построен на измерении характеристик диаграмм нагружения, а также длины полученной трещины, и последующем расчете характеристик трещиностойкости по полуэмпирическим формулам. Наиболее важная характеристика трещиностойкости – критический коэффициент интенсивности напряжений I рода (для трещины отрыва). Для корректности производимых стандартных испытаний требуется условие плоско-деформированного состояния нагружаемого образца, поэтому для этого используют образцы толщиной не менее 10 мм .

Применяемые способы имеют следующие недостатки: невозможность оценки трещиностойкости материала образцов малой толщины; требование нанесения предварительной усталостной трещины;

металлоёмкость образцов; необходимость в нагружаемом оборудовании большой мощности;

–  –  –

конфигурации – двухконсольный образец с прямолинейным надрезом. Недостатком прямолинейного надреза является то, что образовавшаяся трещина не распространяется вдоль плоскости надреза .

При испытании малоразмерных образцов, как правило, используют образцы с шевронным надрезом. Использование образцов с шевронным надрезом позволяет задавать направление распространения трещины и делает его стабильным [2]. Под действием нагрузки на конце шеврона возникает концентрация напряжений и зарождается трещина, что исключает необходимость предварительного нанесения усталостной трещины .





В настоящей работе излагается метод аналитического расчёта трещиностойкости двухконсольного образца с шевронным надрезом, разработанный в лаборатории физической мезомеханики ИФПМ СО РАН. Метод позволяет определить характеристики трещиностойкости без жестких ограничений на пластическую деформацию образца. В расчётных формулах нет эмпирических констант и феноменологических зависимостей. Характеристики трещиностойкости получают в условиях непрерывного нагружения, без операции «нагрузка-разгрузка» .

Метод исследования и материалы. Для определения условия разрушения малоразмерных образцов используется энергетический подход. Формулировка энергетического критерия разрушения такова: рост трещины может быть только в том случае, если система способна выделить энергию, необходимую для начала распространения трещины. Эта энергия появляется за счет упругой деформации, возникающей в объеме материала при приложении внешней силы. Критическая скорость высвобождения упругой энергии при распространении трещины Gc является характеристикой, позволяющей оценить трещиностойкость образцов малых размеров [3]. Данная характеристика имеет размерность кДж/м2. Для краткости далее будем называть ее удельной энергией разрушения (УЭР) .

Распространение трещины сопровождается увеличением податливости образца:

–  –  –

Трещина возникает еще до достижения максимума нагрузки. Значение Gc высчитано при максимальном значении внешней нагрузки, при которой наблюдается стабильное распространение трещины .

Заключение. В данной работе описан новый метод определения трещиностойкости конструкционных материалов с использованием малоразмерных образцов с шевронным надрезом. В расчетных формулах отсутствуют феноменологические зависимости и эмпирические константы .

Значения, полученные на примере расчёта характеристик трещиностойкости технического титана ВТ1-0, соответствуют данным стандартных методов испытаний [5] .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. ГОСТ 25.506-85. – 1985. – М: Издательство стандартов .

2. Дроздовский Б.А., Полищук Т.В., Волков В.П. Шевронный надрез как средство уменьшения толщины образца при определении величины КIc // Заводская лаборатория. – 1987. – № 6. – С. 74-76 .

3. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. – 1975. М.: Наука.– 576 с .

4. Броек Д. Основы механики разрушения. –М: Высшая школа. – 1980 .

5. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства .

Справочник. – М.: ВИЛС-МАТИ, 2009. – 520 с.



Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТ Р МЭК СТАНДАРТ 62340-2011 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АТОМНЫЕ СТАНЦИИ Системы контроля и управления, важные для безопасности. Требования по предотвращению отказа по общей причине IEC 6...»

«УДК 378.147 С.Д. Резник М.В. Черниковская Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Пенза ПРИОРИТЕТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ РОССИЙСКИХ УНИВЕРСИТЕТОВ И ИХ ГОТОВНОСТЬ К СОВРЕМЕННЫМ ВЫЗОВАМ Аннотация. В статье представлены рез...»

«ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ ОБЪЕКТА "КОМПЛЕКС NICA" Раздел. ТЕХНИЧЕСКАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ (ПАСПОРТ) объекта "Комплекс NICA"Подготовлен в развитие следующих документов: "Обоснование и дорожная карта мегапроекта "Комплекс NICA" от 15 сентября 2...»

«Электронное периодическое издание № 1 (12) 2018 Издается с 2011 года Редакционная коллегия: Свидетельство Роскомнадзора: Махов Станислав Юрьевич – гл. редактор ЭЛ № ФС77 – 44650 Бойко Валерий Вячеславович Ветков Николай Ефимович ISSN 2225-4447 Гуров Павел Иванович Елисеев Дмитрий...»

«Руководство пользователя © HP Development Company, L.P., 2018. Windows является товарным знаком или зарегистрированным товарным знаком корпорации Майкрософт в США и (или) других странах. Приведенная в этом документе информация может быть изменена без уведомления. Гарантийные обязательства для продукто...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Школа Инженерная шк...»

«КЛИМАЧЁВ Иван Иванович УДК.621.37.:367.732. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ПЛАТ ДЛЯ БЕСФЛЮСОВОЙ СБОРКИ ГИС СВЧ С ВЫСОКОЙ ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬЮ ПАРАМЕТРОВ И НАДЕЖНОСТЬЮ ИЗДЕЛИЙ Специальность 05.27.01 "Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты,...»

«РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ QE49Q6FNAU QE55Q6FNAU QE65Q6FNAU QE75Q6FNAU Благодарим за приобретение изделия компании Samsung. Для наилучшего обслуживания зарегистрируйте свое устройство по адресу: www.samsung.com Модель Серийный номер Перед изучением этого руководства пользователя К телевизору прилагается...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.