1.7.10. Що являє собою крихке руйнування?

Крихке руйнування - це руйнування при незначній, як правило, пруж­ній деформації, коли повне руйнування реалізується за рахунок потен­ційної енергії, накопиченої до моменту початку руйнування без додаткового збільшення навантаження або за рахунок зовнішнього наванта­ження. Для крихкого руйнування специфічним є локальне руйнування у вигляді тріщин. Процес тріщиноутворення складається з двох етапів: перший - зародження тріщини, другий - її розповсюдження. Перший етап оцінити аналітичним шляхом неможливо. Проведення випробуван­ня на ударну в'язкість дозволяє отримати лише порівняльну характерис­тику матеріалу, а саме - роботу, яку необхідно затратити на зародження тріщини та її розповсюдження без урахування напруженодеформованого стану в локальному об'ємі. Вірогідність розповсюдження тріщини з урахуванням напружено-деформованого стану можливо оцінити аналі­тичним шляхом тільки при наявності відомостей про критичне значення так званого коефіцієнта інтенсивності напружень К .

1.7.11. В чому полягає випробування на ударну в'язкість?

Випробування на ударну в'язкість проводять на спеціальних зразках з надрізом. Зразок вільно укладається на опори копра і руйнується в місці надрізу за один удар маятника. При цьому робота руйнування визначається за формулою де: Р - вага маятника

копра; /-відстань від осі маятника до центра його ваги; а- початковий кут підняття маятника; /3- кут підняття маятника після руйнування зразка.

Ударна в'язкість підраховується за формулою - площа

перерізу зразка в місці надрізу до випробування (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Випробування на ударну в'язкість

Слід відзначити, що ударна в'язкість залежить від гостроти надрізу. За допомогою цієї залежності (а це пряма лінія) значення роботи, що витрачена на руйнування зразка, можливо поділити на дві частини - на

роботу зародження тріщини екстраполюючи пряму лінію до

значення г - 0) і роботу розповсюдження тріщини а . Таким чином, ударна в'язкість характеризує матеріал виключно тільки з точки зору його здатності до крихкого руйнування, і тому цей показник не використову­ється для оцінки тріщиностійкості (досягнення граничного стану).

1.7.12. Як визначається тріщиностійкість матеріалу?

Для оцінки тріщиностійкості матеріалу в інженерній практиці використовується такий показник, як критичне значення коефіцієнта інтенсивності напружень при плоскій деформації К Процедура експериментального визначення К досить складна і розглядається в спеціальній літературі. Принципово вона полягає у наступному. Для визначення коефіцієнта К_{ використовується спеціальний зразок з тріщиною, розміри якого призначають, виходячи з умови забезпечення плоскої деформації, і такими, щоб значення К_г не було залежним від розмірів і форми зразка. Тобто, отримані дані можливо використовувати для оцінки тріщиностійкості натурних конструкцій. Зразок навантажують шляхом збільшення зусилля Р і одночасно фіксують якзначення зусилля Р, так і відповідне йому зміщення (розкриття) берегів тріщини v. Критичне значення коефіцієнта інтенсивності напружень визначають за діаграмою Р—v за значенням зусилля Р (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Визначення коефіцієнта інтенсивності напружень К₁

Значення зусилля P_Q визначається по навантаженню Р отриманому в секторі, сформованому дотичною ОА до кривої Р—v та січною ОВ, проведеної під кутом на 5% меншим за кут AOv. Приймається, що це момент початку розповсюдження тріщини, а відповідне критичне значення коефіцієнта інтенсивності напружень підраховується за формулою:

Отже, при крихкому руйнуванні досягнення граничного стану оціню­ється значенням К, .

І с