Установление закономерностей упруго-пластического разрушения сталей и разработка рекомендаций по уменьшению металлоемкости сельхозмашин

• Автор: Анохин, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. ГЛАВА I. СТАЛЕЙ. Деформационные критерии разрушения . Энергетические критерии разрушения . Структурные аспекты трещиностойкости . I.2. ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ. Методы исследования. Стандартные механические испытания . Методика изучения статической и циклической трещиностойкости сталей . Методика изучения статической и циклической трещиностойкости натурных узлов. Методика тензометрирования гнутых замкнутых сварных профилей . Электронномикроскопическая фрактография
Стр. ГЛАВА 3. ПРИ РАЗВИТОЙ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ . ГЛАВА 4. Обобщенная диаграмма конструктивной прочности. ГЛАВА 5. Обоснование снижения металлоемкости несущего бруса культиватора УСЖ5,4Б. Расчет критической длины трещины . Выражение для коэффициента интенсивности напряжений несущего бруса . Исследование закономерностей распространения усталостной трещины в несущем брусе. Г 1 . Для плоского напряженного состояния 2 0,0, I 1,1 для объектного напряженного состояния плоская деформация 0,9, I 2, .


В силу отсутствия точного математического решения распределения напряжений в упругопластической области надеяться на теоретическую модель расчета нецелесообразно. В данной ситуации более реально на основе выбранной, пусть формальной, формы связи разрушающей нагрузки с длиной трещины модифицировать эту связь так с помощью экспериментальных данных, чтобы она давала одинаковые значения трещиностойкости металла в образце и в элементе конструкции. Рассмотрим теперь состояние сравнительного анализа трещиностойкости металлов на основе концепции Тп . Оценка трещиностойкости материалов по пределу трещиностойкости, как это чисто формально заложено в саму концепцию, не имеет ограничений, связанных с характером разрушения оно может быть хрупким, квазихрупким и вязким. В случае хрупкого разрушения 1СКС , и трещиностойкость металлов определяется значением кс кс . К . Так как характеристики трещиностойкости в целом весьма чувствительны к размерам и форме образца, определение должно обязательно проходить для различных материалов на полностью идентичных образцах при одной и той же схеме нагружения. На графике зависимости Тс Р , или тоже самое Гс У СТс , чем выше линия предела трещиностойкости, тем выше сопротивление данного металла развитию трещины при однократном статическом приложении нагрузки. С По сравнению с характеристикой О с , предел трещиностойкости позволяет делать оценку в рамках формулы для , и поэтому, в нем уже заложена связь разрушающих напряжений с длиной трещинообразного дефекта. Это позволяет рассматривать значения предела трещиностойкости, полученные на образце, как некоторую механическую характеристику трещиностойкости какоголибо металла, которая необходима при любом подходе к определению прочности металлов с трещинами. В предел трещиностойкости сталей определяли при испытаниях плоских образцов с краевой трещиной на сосредоточенный изгиб. В том случае, если разрушающие неттоналряжения не зависят от длины исходной трещины и равны пределу прочности образца без трещины, то есть, когда металл нечувствителен к трещине, предел трещиностойкости может быть рассчитан только по пределу прочности. Действительно, для таких материалов, как сталь ХЗМ2БФ, алюминиевый сплав АМЦМ, показано ,, что 3 полосы с центральной трещиной уменьшается только в силу уменьшения неттосечения. Следовательно, выражение предела трещиностойкости . Делая общее заключение по практическому использованию предела трещиностойкости, отметим, что вопросы, связанные с определением для анализа трещиностойкости металлов, в целом аналогичны вопросам, рассмотренным выше в связи с обсуждением методики определения бс 0 . В то же время для расчетных целей определение необходимо проводить в широком диапазоне варьирования как длин усталостных трещин, так и видов напряженно деформированного состояния. Конкретные рекомендации в этом случае непосредственно зависят от данных рассчитываемой конструкции. Коэффициент интенсивности деформаций. Разрушение металлов связано с образованием упругопластических деформаций. Размер зоны остаточных деформаций при хрупком разрушении и распределение упругих деформаций вне этой зоны характеризуется отношением 1сбог . При достижении коэффициентом интенсивности Кт критического значения Лс размер зоны Ъ0 максимален, а материал внутри зоны находится в охрупченном состоянии. Естественно предположить, что при пластическом разрушении рост трещины происходит при достижении в некоторой области впереди вершины трещины локальных деформаций , превышающих критические разрушающие . Из решения ВестергаардаИрвинаНейберга , можно получить уравнение распределения интенсивности относительных деформаций на продолжении трещины при О 0. ЧрТ 1. Рк Рс5 характеристики материала и условий разру
X координата в направлении трещины. Кс и Кс5 При напряжениях эСо превышающих 2 для данной температуры, то есть в области пластических разрушений имеем
I. КС условная величина критического коэффициента интенсивности напряжений для максимальной нагрузки пЛб характеристики материала и условий разрушения. Параметры Рк , Рк П.