Нагружение, деформирование и разрушение материалов при работе - Контрольная работа

Нагружение, деформирование и разрушение материалов при работе При взаимодействии различного рода факторов на металлы, из которых изготовлены элементы, узлы конструкций, агрегаты самолетов, происходит снижение их несущей способности (выработка ресурса) и разрушение. Оценивая состояние металлов по результатам механических испытаний на образцах - предполагают наличие определенных связей (количественных и качественных) между механическими свойствами и поведением образцов металла при смоделированных процессах нагружения и деформации. Это различие состоит в следующем: напряженное состояние образца и элемента конструкции при одном и том же способе нагружения существенно различаются, т.к. полностью воссоздать при лабораторных испытаниях сложное напряженное состояние, равнозначное эксплуатационному, как правило, невозможно; при лабораторных испытаниях, образец переходит в пластическую область целиком, а в условиях эксплуатации пластическая деформация реального элемента резко локализована; реальные элементы конструкции испытывают многокомпонентные нагружения, что отличает их от условий искусственных нагружений; вероятность появления различных отклонений свойств натурных элементов значительно больше, чем при испытании небольшого числа образцов. Выбор этих характеристик делается на основе анализа статистики отказавших элементов с выявлением внешних признаков этого отказа. Оно происходит при воздействии max главных напряжений, полагают, что разрушения возникают при условии:?max=?0,1; при max касательных напряжений (?max= ?0,2); накопленной энергии деформирования (критерием разрушения является фиксированная энергия деформирования, накопленная от начала появления необратимых деформаций материала до предельного напряжения). Энергия сдвиговой деформации (разрушение наступает когда энергия сдвиговой деформации в сложном напряженном состоянии станет равной энергии деформации при одноосном растяжении); Мах главных деформаций (критерий Сен-Венана) max деформация, соответствующая разрушению, связанна с напряжениями, ориентированными по трем осям ?1; ?2; ?3; модулем упругости Е и коэффициентом Пуассона ? соотношением: ?=( ?1- ??2- ??3)E. При воздействии длительно приложенных статических нагрузок и повышенных температур, можно оценить две группы характеристик: Предел длительной прочности (?дл) и максимальную деформацию (?,max). Природа изменения физико-химических характеристик металлов под нагрузкой Физико-химические характеристики материалов: сопротивление различным видам пластической деформации и разрушению, развитие трещин, сопротивление усталости относят к структурно-чувствительным характеристикам. Макроструктура - это то, что можно наблюдать на отшлифованных и протравленных образцах металла невооруженным глазом или при 25 кратном увеличении. Поверхности изломов так же могут характеризоваться макроструктурными признаками. При данном увеличении структура монокристалла имеет вид твердого раствора (основной металл) с вкраплением различной формы упрочняющих и разупрочняющих компонент (фаз). Особенно интенсивно фазовые трансформации происходят в металлах при воздействии нерасчетных нагрузок. Рис. Новое направление в механике разрушения дал английский ученый А. Гриффитс (1921г).