Вопрос 5: Вязкое разрушение стали и алюминиевого сплава при одноосной статической нагрузке. Рабочая диаграмма и её теоретическая интерпретация.

Вязкое разрушение наступает после того, как будет превзойден предел упругости ( текучести), и обязательно сопровождается пластической деформацией.

0 -1 участок упругой работы. Работает закон Гука ϭ = ε*E.

1-2 участок упругопластической работы

2-3 площадка текучести

3-4 участок самоупрачнения

4-5 участок разрушения

2* условный предел текучести

Идеализированная диаграмма работы стали (Прандтля)

Вопрос 6: Хрупкое разрушение стали; условия, способствующие хрупкому разрушению.

Хрупкое разрушение (происходит мгновенно, нет пластических деформаций, края гладкие, ровные), оно происходит в три стадии: зарождение микротрещин, ↑ её до критических размеров, лавинообразное распространение и разрушение материала.

Условия:

1. Величина зерна – крупнозернистая сталь более склонна к хрупкому разрушению, чем мелкозернистая.

2. Повышение содержания вредных примесей – фосфор, сера, азот, кислород, водород и т.д.

3. Старение (рис.1) – процесс выделения углерода в кристаллическую решетку. На старение влияют 3 фактора: структура стали (кипящая в несущ – х констр-х), t = 200°C, механические воздействия.

4. Н аклеп (рис 2.) – предшествующая пластическая деформация того же знака что и будущее напряжение.

5. Низкая t эксплуатации

6. Наличие поля однозначных растягивающий напряжений

7. Концентрация напряжений – любое искажение формы сечения.

8. Толщина проката

9. Динамический характер воздействия (явление усталости).

3 стадии:

А) зарождение трещин

Б) ↑ до критических размеров (увеличение)

В) лавинообразные разрушения

Вопрос 7: Влияние концентрации напряжений, начальных напряжений и температуры на работу стали.

При растяжениях гладкого образца правильной формы напряжения во всех сечениях, удаленных от места приложения нагрузки, распределяются равномерно и траектории главных напряжений прямолинейны.

В местах искажения сечения линии главных напряжений искривляются и, обтекая границы, сгущаются. Сгущение траектории главных напряжений характеризует ↑напряжений в этих местах, а искривление свидетельствует о появлении 2- х главных напряжений ϭ₁ и ϭ₂ , т.е. о возникновении плоского напряженного состояния.

Неравномерность распределения напряжений характеризуется коэффициентом концентрации (зависит от радиуса кривизны) К = ϭ_max/ ϭ_min. (для круга К=1,5 -3)

При резком перепаде напряжений и однозначном поле растяг – х напряжений пластические сдвиги затруднены.

При статических нагрузках и нормальной t концентрация напряжений в >стве случаев существенного влияния на несущую способность не оказывает.

При ↓ t прочность на разрыв гладких образцов ↑во всем диапозоне «-» t; прочность образцов с надрезом ↑до некоторой «-» t, а затем ↓.

Крайне неблагоприятное влияние на прочность при концентрации напряжений оказывают динамические воздействия, а также резкое ↓t.

величина пика зависит от концентрации. Чем острее надрез, тем > концентрация.

Влияние t:

Механич-е свойства стали при нагревании до t = 200 – 250 °C практически не меняются, t = 250 – 300 °C – прочность стали несколько ↑, пластичность ↓, выше 400 °C – резкое ↓предела текучести и временного сопротивления, при t = 600 - 650 °C – температурная пластичность и сталь теряет свою несущую способность. При «-» t – прочность ↑, временное сопротивление и предел текучести сближаются, ударная вязкость ↓ и сталь становится хрупкой.

П орог хладноломкости – это t, при которых ударная вязкость составляет 30 Дж/см²

Ударная вязкость – способность материала поглощать Е удара без разрушения.