37. Разрушение слоистых км
СКМ – набор чередующихся 2х мерных (L,B>>h) моно и армирующих компонентов в виде листов, труб, пластинчатых и фольговых материалов. Изготавливают центробежным литьем при ρн>ρвн и методами ОМД: при горячей, теплой и холодной деформацией – прессования (а),прокаткой(b), волочением, экструзией (c), нанесением покрытий плазменным, газопламенным напылением, хим.осаждением , диффузионной сваркой и сваркой взрывом. Подготовка поверхности соединения определяет качество сварки.
СКМ – получают из листов, полос литьем, омд, сваркой. Продукт: трубы плоские изделия. Можно мех- и термообработка ,соединяют сваркой.
Литье (биметаллические трубы) Критерий- (γ)1и2
Прокатка: холодная, теплая, горячая. Критерии: ТºС - ↓↑ пластичность, ↓↑(ε), ↓↑ (σ)р, (наклеп, возврат, рекристаллизация), совместимость Ме.
Сварка диффузионная, взрывом. Критерии: ↑ТºхС. (τ) ↓↑ , пластичность (ε) ↓↑, ↓↑ (σ), v диффузии, совместимость Ме (СВ – любые компоненты).
ПМ критерии: свойства порошка, технология.
В области упругих деформаций слой с более низким Е отрицательно воздействует на процесс разрушения в слое с более высоким Е и наоборот твердый слой тормозит разрушение мягкого.
При упруго-пластическом деформировании слой с меньшим пределом текучести начнет деформирование раньше. Упрочнение в процессе деформации может изменять соотношение модулей упругости и изменять влияние слоев на процесс разрушения. Требуется учет как σs , так и законов упрочнения компонентов при пластической деформации.
38. Разрушение тонкостенных сосудов высокого давления
Емкости В. Д. изготавливают в виде цилиндра, тора, сферы, из стали 38ХГСА (до 1400 МПа), ЭП 257, СП33 (до 1600 МПа), ВТ1, ВТ6 (до 1100МПа), 12Х18Н9Т(690МПа, - 253 °С 1100МПа), АМг6 (480МПа, - 254°С), D 16, АК6 (500МПа, - 196°С) имеют высокий σys и малую вязкость.
Точный анализ напряжений позволяет ↓ запас прочности, ↓ массу емкости, ↑ рабочие напряжения. Использование высокопрочных Ме с быстрым ростом трещин: ↑ вероятность развития трещин, ↓ остаточную прочность. К емкос-тям высокого давления и трубопроводов применяют критерии разрушения, который оценивает развитие продольной трещины. ( испытание Шарпи (испытание падающим грузом), испытания на торможение трещины и диа-грамма анализа разрушения). Расчет прочности конструкции из вязкого ма-териала. Окружное напряжение, действующее поперек трещины σн =PR/В, где R — радиус емкости или трубы, В — толщина стенки, а ρ — внутреннее давление. Для сквозной трещины, имеющей длину 2а, коэффициент интен-сивности напряжений задан соотношением.
МF — коэффициент увеличения интенсивности напряжении связан с тем, что края трещины под действием внутреннего давления выгибаются наружу.
Корреляция на зону пластичности:
σ(э)— эффективный предел текучести, учитывающий работу упрочнения. При упрочнении σ(э) увеличивается на σн; σ = σys +σн.
Для пластичных Ме. КРТ с учетом К1= КРТ
С учетом упрочнения на Mf· σ
разрушение при Κ1 = Κ1с
Разрушение тонкостенных емкостей. Трещиностойкость легких Ме у которых (а)с большое имеют больший срок службы. Срок службы удваивается, если возможно уменьшение начального размера раковины от 5 до 1 мм . Увеличение вязкости разрушения в 2 раза за счет изменения свойств Ме не изменяют срок службы. Для расчета емкостей на прочность необходимо построить R-кривую роста трещины до (ас)
Выполнить расчет остаточной прочности (σ ост.) конструкции с трещиной (ас), определить вероятное место развития трещин.
Разрушение тонкостенных емкостей приводит к сквозной продольной трещины.
Разрушение произойдет, если К1 = К1с. Строится график для плоских плас-тин . Если трещина мала и вязкость большая, то Mf σ н/ σ = 1 . Тогда σ н не зависит от вязкости разрушения. φ коэффициент учитывающий пластичнос-ти. Строят зависимость () от а\2/(RB).
Эффект остановки трещин: Если скорость рост хрупких трещин = скорости звука, то уменьшение Р несущественно.
Вязкие трещины растут со скоростью в два раза выше (600м/с) их можно остановить.
Эффективный размер трещины, до которой можно остановить трещину
(а)эф. = 3√ R·B
При сквозной трещине происходит утечка и снижение давления.