Механика разрушения 101: понимание основ | MachineMFG

Механика разрушения 101: понимание основ

0
(0)

Авария на изломе в машиностроении

(1) В 1969 году во время летной подготовки у американского самолета F-111 отвалилось и разбилось левое крыло, когда он выполнял упражнение по извлечению сброшенной бомбы. Несмотря на то, что скорость полета, общий вес, перегрузка и другие показатели были значительно ниже расчетных, крыло все равно отделилось от самолета.

Осмотр и анализ показали, что шарнир крыла был поврежден из-за неправильной термической обработки в процессе производства. Несмотря на пропущенные проверки, трещина продолжала расширяться под действием усталостной нагрузки, что привело к повреждению при низком напряжении.

(2) Во время Второй мировой войны Соединенные Штаты выпустили 2 500 бесплатных кораблей, из которых 700 получили серьезные повреждения, а 145 были разломаны на две части. Удивительно, но некоторые из этих инцидентов произошли в спокойном море, несмотря на то, что все корабли были сделаны из высокопрочных материалов.

После анализа причин повреждений было обнаружено, что напряжение на сварное соединение концентрировался, а ударная вязкость снижалась из-за падения температуры, что делало конструкцию корабля уязвимой для разрушения.

(3) Кошачий мост в Бельгии был разделен на три части в 1938 году.

… …

Что такое механика разрушения?

Значительное число исследований показывает, что хрупкие разрушения всегда вызываются макротрещинами, и в большинстве случаев существование таких трещин в конструкциях неизбежно.

Прочность материала с трещинами зависит от сопротивления материала распространению трещин, которое определяется его внутренними свойствами.

Поле напряжений и деформаций вокруг вершины трещины, а также закон распространения трещины изучаются с помощью упругой и пластической теорий и новой технологии испытаний, известной как механика разрушения.

Процесс разрушения деталей

(1) Образование трещин:

  1. Макро- и микротрещины образуются в местах концентрации напряжений в конструкции под воздействием таких факторов окружающей среды, как усталость, коррозия, напряжение и температура.
  2. Дефекты могут существовать в самом материале.
  3. Трещины также могут возникать в процессе производства и обработки.

(2) Распространение подкритической трещины:

Под воздействием окружающей среды макро-микротрещины постепенно и медленно расширяются в процессе эксплуатации детали.

(3) Зарождение трещин:

Под действием напряжения трещина постепенно расширяется, достигая критической длины, и деталь внезапно теряет устойчивость.

(4) Распространение трещин:

Нестабильные трещины распространяются с высокой скоростью, которая может достигать 1/4 скорости звука в материале.

(5) Остановка трещин:

После того как трещина станет нестабильной, она может пройти через всю конструкцию и разрушить ее элементы;

Или трещина останавливается при определенных условиях.

Классификация механики разрушения

Механику разрушения можно разделить на макроскопическую механику разрушения и микроскопическую механику разрушения, а макроскопическую механику разрушения - на линейно-упругую механику разрушения, упруго-пластическую механику разрушения, динамику разрушения, механику межфазного разрушения.

Назначение механики разрушения

Механика разрушения изучает различные стадии процесса разрушения. На основе многочисленных экспериментов она изучает вязкость разрушения материалов, содержащих трещины, и законы, управляющие возникновением, распространением, нестабильностью и остановкой трещин. Эта область дает ценные знания для разработки более безопасных изделий.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх