Разрушение твердых тел - Курсовая работа

Многолетняя практика показывает, что трещины играют определяющую роль при разрушении конструкций, изготовленных из высокопрочных материалов.Основным исходным положением механики разрушения является то, что нестабильное развитие трещин начинается тогда, когда коэффициент интенсивности K напряжений у вершины трещины достигает критической величины Kc. С помощью соответствующих экспериментов, возможно определить критический коэффициент интенсивности напряжений. Пусть T = D? (где D = 2a - атомный диаметр) сила взаимодействия между двумя параллельными рядами атомов, отнесенная к единице длинны этих рядов. Зависимость Т от изменения расстояния между атомами 2? имеет вид, показанный на рисунке 1.Исследования показывают, что облучение нейтронами приводит к возникновению в металлах резкого предела текучести, типа наблюдающегося у железа. Отношение предела текучести к пределу прочности при этом возрастает, поэтому равномерное удлинение (?%) обычно уменьшается, иногда очень резко (рисунок 3). Таким образом, облучение приводит к упрочнению металла. Даже после кратковременного облучения предел текучести выше, чем до облучения, а также обнаруживается несколько большая температурная чувствительность в интервале температур от 0 до-100° С. Облучение потоком 4,4?1019 быстрых нейтронов на 1 см2 повысило переходную температуру до 25° С, а облучение потоком 1,2?1020 быстрых нейтроном на 1 см2 повысило ее до 60° С.Металл может быть пластичным в одной среде, например в воздухе, но очень хрупким в другой, например, в некоторых коррозионно-активных растворах или жидких металлах. Этот вид поведения металлов называют коррозией под напряжением. Вероятно, наиболее широко известный пример такого поведения - эффекты, наблюдаемые на отожженной альфа-латуни, которая в воздухе пластична и разрушается при напряжении около 30 кг/мм2, а в жидкой ртути разрушается при напряжении примерно в десять раз меньшем и не обнаруживает при этом почти никакого удлинения. Причиной того, что, например, алюминий обычно не подвергается самопроизвольному растворению, является то, что продукт реакции между металлом и средой существует в форме пленки, не пропускающей жидкую фазу и отделяющей металл от среды.Прочность твердых деформируемых тел рассмотрим на примере влияния двух газов(водород и кислород) на сталь. Газообразный водород имеет существенное влияние на докритический рост трещин в высокопрочных сталях. Как показано на рисунке 4, докритический рост трещины в очищенном водороде при давлении 1 атм начинается при меньшем коэффициенте интенсивности напряжений и идет с большей скоростью. Это влияние показано на рисунках 5 и 6, где показан рост трещин в смесях газов с различным содержанием аргона, азота, водяных паров, водорода и кислорода. Остановленная кислородом трещина может начать расти вновь лишь после полного удаления кислорода из окружающей среды; это позволяет предположить, что поверхность у вершины трещины адсорбирует кислород более предпочтительно, чем водород и пары воды.

Содержание

Введение

1. О критерии прочности

2. Радиационное повреждение конструкционных материалов

3. Коррозия металлов под напряжением

4. Прочность твердых деформируемых тел в газообразных средах

Литература

Многолетняя практика показывает, что трещины играют определяющую роль при разрушении конструкций, изготовленных из высокопрочных материалов. Разрушение обычно начинается от исходных микродефектов при весьма низких напряжениях. Любые факторы, способствующие росту трещин в процессе эксплуатации инженерных сооружений, представляют большую опасность. К ним относятся: радиационное и коррозийное повреждения, влияние активной внешней среды (жидкой или газообразной). Далее рассматриваются некоторые из этих воздействий.

1. Д.Мак Лин Механические свойства металлов. М.:Металлургия,1965.

2. Под ред. Г.Либовиц Разрушение, том 3, М.:Мир,1976.

3. Новожилов В.В. О необходимом и достаточном критерии хрупкой прочности. ПММ, М.:Наука,1969.

4. Новожилов В.В. К основам теории равновесных трещин в хрупких телах. ПММ, М.:Наука,1969.

5. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.:Наука,1976.