• Добро пожаловать на Форум пользователей ПО АСКОН. Пожалуйста, авторизуйтесь.
 

Уважаемые пользователи,

Хотим проинформировать вас о режиме работы регистрации на нашем сайте.

Зарегистрироваться возможно в рабочие дни, с 8:00 до 20:00 (мск).

Если у вас возникнут вопросы или потребуется дополнительная информация, не стесняйтесь обращаться к нашей службе поддержки. Вы можете связаться с нами по указанным контактным данным на нашем сайте.

Благодарим вас за понимание и сотрудничество. Мы ценим ваше терпение и стремимся предоставить вам лучший опыт использования нашего сервиса.

С уважением,
Команда Ascon

Трещина на детали

Автор NEUS, 16.11.10, 08:41:16

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Андрей Владимирович

#40
Давайте рассмотрим процесс зарождения и распространения трещины. Для простоты возьмём в качестве примера обычную круглую болванку, например, диаметром 300. Металл начинает охлаждаться и твердеть (и тут Вы правы) с поверхности. В отвердеваемом слое (область - Б), по окружности, возникают напряжения сжатия. По мере уменьшения диаметра увеличивается температура и в области А металл ещё мягий и соответственно вязкий. Но есть ещё область В (на рисунке она представлена линией, хотя конечно это не линия, а тоже область определённых размеров) в которой и возникают напряжения растяжения "благодаря" возникающим напряжениям сжатия. (на первый взгляд как-то абсурдно звучит, но тем не менее это так. Аналог этого некоторые трещины в сварных швах.) Далее рассмотрим более тщательно точку/область К которая находится в области В. Предположим, что там оказался какой-либо концентратор (раковина, сторонее включение и т.п.) Пространственная ориентация на данный момент не суть важна. В острых вершинах данного концентратора (точка М) по мере остывания металла начинает возникать тоже некая микрообласть в которой напряжения растут и для возникновения микротрещины должны превысить не только предел текучести, не только (приведённый в сравочниках) предел прочности и не только истинное напряжение разрушения, а должны быть равны и даже превышать теоретический предел прочности. Не обижайтесь, но думаю Вы знаете отличие предела прочности (в справочниках), истинного напряжения разрушения и теоретического предела прочности. Про механизм возникновения микротрещины тут я не буду распространяться. Скажу лишь, что, чтобы микротрещина превратилась в макротрещину, нужно, чтобы она стала больше чем эта область, то есть чтобы у её (трещины) вершины была сформирована своя микрообласть повышенных напряжений. Допустим, что макротрещины была сформирована (обычно размер макротрещины начинается от 0,05 - 0,1 мм) и допустим, что напряжения у вершины трещины тоже стали равны или превысили теоретический предел прочности. Трещина стала распространятся. Нужно определить направление её распространения - куда она пойдёт. Внутрь, где металл ещё горячий, а значит и вязкий или наружу где металл уже отвердел и сформированы зёрна? Думаю, что не нужно убеждать в том, что трещина пойдёт наружу, хотя там есть напряжения сжатия. К тому же этот отвердевающий слой весьма и весьма интересный. Там в каждой точке есть не только напряжения сжатия, но и часть напряжений растяжения. Если вести речь о круглой болванке (которую я привёл для простоты), то перпендикулярно оси болванки (в области Б) действют в основном напряжения сжатия, а по окружности болванки есть и напряжения растяжения. Все эксперименты говорят о том, что возникающая в глубине (или в приповерхностном слое) трещина сначала стремится выйти на поверхность металла и уже после этого начинает распространятся дальше. Это если концентратор находится в приповерхностном слое, а если бы он был на поверхности?! Разрушение произошло бы ещё быстрее! В конце этого опуса, скажу лишь то, что приведённый механизм характерен для трещин хрупкого разрушения. Для усталостных (по распространению) он несколько иной.

Dometer

Цитата: Андрей Владимирович от 19.11.10, 15:18:49
в области А металл ещё мягий и соответственно вязкий.
- это как-то смущает. Мягкий металл может легко менять ФОРМУ (т.е. деформироваться под действием одного/двух-осного растяжения/сжатия. Но при трёхосном ратяжении кристаллический металл породит трещины, а жидкий - раковины. А в зоне 'В' металл ДОСТАТОЧНО пластичный (нержавейка ведь и при комнатной температуре достаточно пластична !) (точнее, литейный процесс должен производиться так, чтобы пластичности материала в зоне 'В' была достаточной).

Андрей Владимирович

В том-то и дело, что трёхосное состояние (состояние плоской деформации - ПД) есть в области Б и начинает возникать в области В. А в области А его ещё нет.

Dometer

Может так ближе к пониманию ... ?:
В зоне А трёхосное растяжение - пластичность НОЛЬ, но эквивалиентные (по Мизесу) напряжения - то же типа ноль. Поэтому зона разрушения (нарушения целостности) смещается в зону ДВУХОСНОГО напряженного состояния - ближе к поверхности (тогда и микротрещины особо не нужны). В более примитивной интерпретации - происходит отрыв зоны А от зоны Б по пограничной зоне В (если бы трещины не "шли своим путём", то в отливках бы образовывался внутренний оторванный от стенок ком - эдакий бубенец).

НО. Если в зоне А образуется раковина (а где ещё раковинам образовываться как не в зоне А !), то на границе раковины напряженное состояние будет ДВУХОСНЫМ, и трещина возможно ОТтуда !

В процессе раздумий до меня дошла жуткая правда. Вот типа лежит отвердевшая УДАЧНАЯ отливка (ни одной трещинки). Но наружный слой сжат, внутренниие области растянуты - надо снимать напряжения отжигом...  Кладём в печку, греем, наружные слои нагреваются-расширяются и РВУТ внутренние (не успевшие нагреться) слои !!

Андрей Владимирович

"Правда" и на самом деле жуткая! :)