|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Промышленность и Производство Материаловедение
Закрытие трещин и его влияние на циклическую трещиностойкость |
Фонарь садовый «Тюльпан». 
Забавная пачка денег "100 долларов". Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию Российский Государственный Авиационный Технологический Университет имени К.Э. Циолковского - (МАТИ) Курсовая работа по физическому материаловедению Тема: Закрытие трещин и его влияние на циклическую трещиностойкость сплавов Преподаватель: Ботвина Л.Р. Студент: Шапиро Р.А. Москва 1998г Структурный план курсовой работы по физическому материаловедению. 1. Проявления и механизм закрытия усталостных трещин. 2. Влияние условий эксплуатации на закрытие и кинетику трещин усталости в конструкционных материалах. 3. Закрытие трещин и структура конструкционных сплавов. 1. Проявления и механизм закрытия усталостных трещин. Один из наиболее важных феноменов экспериментальной механики усталостного разрушения, установленных в течение 1970-х г., - явление преждевременного контакта берегов растущей усталостной трещины на протяжении некоторой положительной части цикла напряжений. Этот феномен, называемый “смыкание” или “закрытие трещин”, широко используется для объяснения многочисленных кинетических эффектов, сопровождающих усталостное разрушение конструкционных материалов. Считается, что закрытие трещин обнаружил В. Элбер. По-видимому, правильно сказать, что этот исследователь впервые обнаружил количественную оценку закрытия трещины и указал на его значимость в кинематике усталостного разрушения. Наиболее правдоподобным механизм их образования, предложенный в свое время С. Бичемом, предусматривает взаимное столкновение поверхностей трещины позади ее вершины. В. Элбер обнаружил закрытие трещин случайно при подготовке образцов для фрактографического исследования. Разрезание образца с усталостной трещиной вызвало его существенную деформацию, заметную невооруженным глазом. Для установления причин такого поведения образца его снабдили датчиком деформации, что позволило получить зависимость приложенной к образцу нагрузки от перемещения краев разреза. Она оказалась нелинейной, хотя нагружение образца осуществлялось в упругой области. Это свидетельствовало о изменении геометрии образца в процессе нагружения. Такое изменение возможно, если в ненагруженном состоянии трещина была закрыта, т.е. ее берега прижаты друг к другу с определенным усилием. Тогда процесс нагружения будет сопровождаться не только равномерной деформацией материала неразрушенной части образца, но и увеличением длины раскрытой части усталостной трещины, т.е. податливость образца будет меняться при изменении приложенного к нему усилия. Путем последовательной регистрации в цикле раскрытия трещины вблизи ее вершины установлено, что усталостные трещины в листах алюминиевого сплава закрываются еще до полного снятия с образца растягивающей нагрузки. В полуцикле нагружения раскрытие берегов трещины вначале не зависит от приложенного извне напряжения (рис. 1, а) и лишь при достижении последним определенного значения трещина начинает открываться, инициируя таким образом процесс деформирования и усталостного повреждения материала в зоне предразрушения. Используя терминологию механики разрушения, можно сказать, что закрытие трещины фиксирует в ее вершине некоторое значение коэффициента интенсивности напряжения К=Кор (пропорциональное текущей длине трещины и нормальному напряжению в момент открытия трещины ор), препятствуя снижению этого параметра до уровня К=Кmi .
В результате искажается характер формы цикла и величина трещины (рис. 1, б), а также коэффициент интенсивности напряжения в вершине трещины (рис. 1, в). На основании полученных результатов В. Элбер пришел к выводу о неэффективности с точки зрения роста усталостной трещины некоторой части цикла напряжений. Указывая на необходимость учета явления закрытия трещины при анализе напряженно-деформационного состояния тел с трещинами, он уточнил зависимость скорости роста усталостной трещины от размаха коэффициента интенсивности напряжения, введя эффективное значение последнего параметра: - эффективный размах коэффициента интенсивности напряжения, соответствующий открытой трещине Рис. 1. Зависимость между приложенным к образцу напряжением и раскрытием берегов трещины (а), а также схема формы цикла внешней нагрузки (б) и коэффициента интенсивности напряжения (в). В зависимости от конкретных условий реализации закрытия трещины связывают с несколькими механизмами. Первый из них предложен В.Элбером, который заметил отличие реальной усталостной трещины от идеальной, т.е. острого надреза нулевой ширины надр. Оно заключается в наличии на берегах реальной усталостной трещины пластически деформируемого материала (рис. 2). Поэтому при однократном нагружении до одинаковых значений коэффициента интенсивности напряжения раскрытие берегов реальной усталостной трещины тр (рис. 2, а) меньше, чем идеальной (рис. 2, б). Если предположить, что в полуцикле разгрузки раскрытия реальной и идеальной трещин будет уменьшаться в равной степени, то берега усталостной трещины сомкнуться раньше полного снятия нагрузки. Поэтому, согласно В. Элберу, усталостная трещина закрывается при положительном значении приложенного извне напряжения благодаря наличию на ее берегах определенного объема пластически деформированного материала, увеличенного по сравнению с исходным недеформируемым, и воздействия на этот объем неразрушенной части сечения. Рис. 2. Конфигурация пластичной зоны в реальной (а) и идеальной (б) усталостных трещинах. Описанный механизм закрытия, именуемый закрытие трещин обусловленное пластичностью ( ЗТП ), характерен для вязких материалов, нагружаемых в условиях плоского напряженного состояния. Однако с концепцией ЗТП не согласуется многократно подтвержденный экспериментами факт усиления закрытия усталостной трещины по мере снижения размаха коэффициента интенсивности напряжения и перехода к росту усталостной трещины в условиях плоского деформированного состояния. Противоречия между модельными представлениями о процессе закрытия трещин и результатами испытаний позднее были устранены благодаря открытию двух дополнительных механизмов закрытия трещины, характерных для припорогового роста усталостной трещины. Один из них учитывает роль окисления берегов трещины и классифицируется как закрытие трещины обусловленное оксидообразованием ( ЗТО ). Наличие в областях изломов, соответствующих припороговой скорости роста усталостной трещины, хорошо различимых визуально продуктов коррозии. Кроме того, было зафиксировано замедление припорогового роста усталостной трещины в коррозиционой среде по сравнению с воздухом.
На основании проведенных на воздухе и в дистиллированной воде исследований роста усталостной трещины в стали, пришли к выводу о том, что образующиеся вблизи вершины трещины продукты окисления могут оказывать расклинивающее влияние аналогично остаточной деформации и тем самым снижать эффективный размах коэффициента интенсивности напряжения в вершине трещины, а также скорость ее роста. На основании простой модели жесткого клина постоянной толщины а, находящегося внутри трещины длиной l на расстоянии 2с позади ее вершины (рис. 3), сделана попытка аналитической оценки роли коррозионных отложений в усилении закрытия трещины. На основании упругой модели с использованием сингулярных интегральных уравнений или функции напряжений Вестергаарда получено выражение для коэффициента интенсивности напряжения в вершине трещины с клином, учитывающее только механическое расклинивание трещины и игнорирующее пластичность материала и шероховатость поверхностей излома: Kr ) где Е’=Е - для плоского напряженного состояния; Е’= - для условий плоской деформации; Е - модуль упругости материала; - коэффициент Пуассона. Поскольку при K=Kr трещина будет закрытой, можно принять параметр Kr равным значению коэффициенту интенсивности напряжения в момент закрытия трещины, соответственно: Kmax - Kr Все приведенные соображения имеют смысл при условии, что минимальное раскрытие трещины меньше, чем толщина оксидов, т.е. Kmi < Kr. На основании уравнения () построены (рис. 4) графические зависимости коэффициента интенсивности напряжения Kr от толщины клина (а=10нм-10мм) и от его удаления от вершины (с= 10нм-100мм). Рис. 3. Расчетная модель жесткого клина для оценки закрытия трещины. Рис. 4. Зависимости коэффициента интенсивности напряжения Kr в момент контакта берегов трещины от толщины клина а и его удаления от вершины трещины 2с: 1 - с=10нм; 2 - с=0.1мкм; 3 - с=1мкм; 4 - с=10мкм; 5 - с=100мкм; I - толщина естественного окисления; II - толщина фреттинг-окисления. Иной вид закрытия, который аналогично рассматриваемому выше ЗТО наиболее характерен для припороговой усталости при пульсирующем и близких к нем циклах напряжений, - закрытие трещин, обусловленное шероховатостью поверхностей разрушения ( ЗТШ ). Считают, что когда высота неровностей рельефа излома соизмерима с величиной раскрытия вершины трещины, а в напряженное состояние материала зоны предразрушения вносит существенный вклад сдвиговая компонента, уровень закрытия может существенно увеличиться путем раслинивания трещины в отдельных контактирующих точках вдоль ее траектории. Существенно усиление закрытие трещины, связанного с шероховатостью вблизи пороговых размахов коэффициента интенсивности напряжения, объясняют следующим образом. Для припорогового роста усталостной трещины, как правило, реализуются условия ry < d , () где ry - радиус пластической зоны у вершины трещины; d - размер зерна или другого структурного элемента контролирующего процесс разрушения. Согласно представлениям, развитым Б. Томкинсом, для низких размахов коэффициента интенсивности напряжения ), распространение трещины через зерно будет проходить вдоль определенной кристаллографической плоскости.
Под воздействием Великой Октябрьской социалистической революции начался кризис колониальной системы. В сузившихся рамках К. с. м. х. империалистическая борьба за раздел монопольных сфер влияния продолжала нарастать, хотя возможности для такой борьбы уже были ограничены. Финансовый капитал этих держав в своей экспансионистской политике сталкивался с необходимостью считаться с изменившимся не в его пользу соотношением сил на мировой арене. В 1929—33 экономика мирового капитализма была до основания потрясена крупнейшим в его истории циклическим кризисом перепроизводства. 2-я мировая война 1939—45 ознаменовала собой наступление второго этапа кризиса К. с. м. х. После войны на путь социализма встал ряд новых стран Европы и Азии, начался процесс формирования социалистической системы мирового хозяйства. В первые послевоенные годы происходило также восстановление и дальнейшее развитие резко нарушенных войной мировых хозяйственных связей капитализма, наблюдался сравнительно быстрый, хотя неустойчивый и неравномерный, рост его производительных сил. К середине 50-х гг. масштабы промышленного производства в значительно сократившихся после войны границах К. с. м. х. превзошли уровень предвоенных лет более чем в 2 раза, физический объём международного товарооборота возрос почти на 2 /3
1. Традиционализм и его влияние на систему государственного управления Японии
3. Темперамент и его влияние на поведение человека
4. Даосизм и его влияние на китайскую культуру
5. Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека
9. Свинцовое загрязнение окружающей среды РФ и его влияние на здоровье человека
10. Понятие кадрового потенциала и его влияние на эффективность деятельности промышленного предприятия
11. Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека
12. Авторитет родителей и его влияние на развитие личности ребенка
13. История создания ядерного оружия и его влияние на дипломатию и внешнюю политику
14. Кофеин и его влияние на организм
15. Маркетинг и его влияние на финансовый результат
16. Институт президентства и его влияние на мировую политику
Беговел "Funny Wheels Rider Classic" (цвет: зелёный). 
Чудо трусики для плавания, от 0 до 3-х лет, трехслойные, арт. 1432, для девочек. 
Шкатулка музыкальная "Балерина и звездное небо". 17. Стиль педагогического общения и его влияние на взаимоотношение с учащимися
18. Интернет и его влияние в политической коммуникации
19. Метод одобрения и его влияние на учебную мотивацию старшеклассников
20. Стресс и его влияние на вегетативную нервную систему
21. Даосизм и его влияние на китайскую культуру
26. Свинец, его источники и влияние на организм человека
28. Влияние Тургенева на современников и его место в русской классической литературе
30. Закрытые и открытые травмы живота и его органов
31. Влияние депрессии на психические состояния учителя и как следствие на его учебную деятельность
32. Влияние характера матери на ребенка, его воспитание и становление как личности
Набор перьев для каллиграфии, 5 штук. 
Настольная игра "Для тебя". 
Счеты большие "Mapacha". 33. Влияние окружающей среды и образа жизни на состояние здоровья организма и его спортивную подготовку
35. Влияние натрия и его соединений на здоровье человека
36. Роль экотоксиканта никеля в экологии сегодня и его эволюционное влияние в далеком прошлом
37. Жан Батист Валлен Деламот и его творчество
41. Хлорофилл: его свойства и биосинтез
43. Влияние мяты на рост и развитие перца сладкого
44. Влияние физических нагрузок на опорно-двигательный аппарат на примере плавания
45. Влияние физических нагрузок на организм человека
46. Ядовитые вещества и их влияние на организм человека
47. Химическое оружие и проблемы его уничтожения в России
48. Влияние вулканизма и поствулканических процессов на окружающую среду
Таз алюминиевый для варенья, 36 см / 10,6 л. 
Фломастеры с кистевидным узлом "Color peps brush", 10 цветов. 
Кружка "Лучшая Бабушка в мире", с рисунком. 49. Государственный бюджет, проблемы его формирования
50. Влияние налогов на развитие экономики
51. Государственный бюджет России, проблемы преодоления его дефицита
52. Налоговый контроль в Республике Беларусь и пути его совершенствования
53. Государственный аппарат и его структура
57. Третье отделение собственной его императорского величества канцелярии
58. Династический кризис и его разрешение "смутное время"
59. Знаменитые Фавориты русских императриц и их влияние на судьбу Российского государства
60. Юрий Владимирович Андропов и его вклад в развитие государства
61. Опорный край державы. Урал в период ВОВ и его вклад в победу
62. Парламент Великобритании и его основные характеристики. Функции палат
63. Референдум и его социальная функция
Подушка Нордтекс "Магия сна", 70х70 см. 
Развивающая игра "Чудо - молоток". 
Игра-головоломка "Орбо" (Orbo). 67. Устав муниципального образования и его роль в М.С.У.
68. Понятие налога, налогового права, его система, их функции
69. Государственный долг: понятие, состав и его обслуживание (по Казахстану)
73. Идеи правого государства и его основные признаки
74. Процесс законотворчества и его стадии в России
75. Право граждан на отпуск и гарантия его реализации
76. Развитие финансового контроля и его эффективность в РФ
78. Влияние туризма на экономику и социально-культурную сферу
79. Томас Гейнсборо и его творчество
80. Лермонтов в искусстве его времени
Чернильный картридж Parker для перьевой ручки. Темно-синий (5 штук). 
Таз со стиральной доской. 
Пистолет для подкачки шин, пневматический. 81. Германская мифология и ее культурное влияние
82. Китайский фарфор и центры его производства
83. Хип-хоп культура и её влияние на молодежный сленг
84. Лермонтов в искусстве его времени
85. Эразм Роттердамский и его «Похвала глупости»
90. М.А. Булгаков и его роман "Мастер и Маргарита"
91. Иннокентий Анненский. Гончаров и его Обломов
92. Вильям Шекспир и его произведение "Ромео и Джульетта"
93. Сон Обломова. Своеобразие эпизода и его роль в романе
94. Владимир высоцкий. Его творчество
95. Человек из народа и его духовный мир в стихотворении «Дедушка Мазай и Зайцы»
96. Continuity and change in Stravinskiy`s ballets. Стравинский и его балеты
Набор кастрюль "Mayer & Boch" из нержавеющей стали (12 предметов). 
Сменный фильтр "Аквафор В-100-6" (4 штуки). 
Блюдо для блинов с крышкой "Весенняя свежесть", 23 см. 99. Александр II и его реформы
Совок №5. 
