Сравнительный анализ поверхностей разрушения




Проведем сравнительный анализ поверхностей разрушения, полученных по критериям Мора, Лебедева–Писаренко и деформационному критерию для пластичного (титановый сплав ВТ2-0) и хрупкого (инструментальная сталь ШХ15) материалов, представленных на рисунках 6 и 7.

 

 

Рисунок 6. Поверхности разрушения, построенные для хрупкого материала –

инструментальной стали ШХ15 – по трем критериям прочности

 

 

Рисунок 7. Поверхности разрушения, построенные для пластичного материала –

титанового сплава ВТ2-0– по трем критериям прочности

В случае хрупкого материала критерий Лебедева – Писаренко проходит через все характерные точки, отвечающие шестиугольнику Мора.

В первом квадранте построенных в относительных координатах поверхностей разрушения (область растягивающих напряжений – "жесткие" напряженные состояния) критерии Мора и Лебедева–Писаренко дают оценку не в запас прочности.

Введем параметр, характеризующий длину радиус-вектора точки, принадлежащей поверхности разрушения

.

Этот параметр соответствует длине луча, проведенного из начала отсчета в пространстве напряжений в точку на поверхности разрушения. Тогда, рассматривая отношения длин лучей (выбранного параметра l) соответствующих различным критериям, можно будет сравнить эти критерии между собой.

Таблица12. Значения длин радиус-векторов точек, принадлежащих поверхностям разрушения для хрупкого и пластичного материалов

Вид напряженного состояния Длина луча, l
Титановый сплав ВТ2-0 Инструментальная сталь ШХ15
Критерий О. Мора Критерий Лебедева-Писаренко Деформационный критерий Критерий О. Мора Критерий Лебедева-Писаренко Деформационный критерий
1,414 1,414 1,171 1,414 1,414 0,985
1,118 1,214 1,124 1,118 1,196 0,991
1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
0,919 0,939 0,951 0,900 0,967 1,059
0,987 0,987 0,987 0,952 1,044 1,173
1,113 1,133 1,097 1,135 1,244 1,392
2,308 1,691 1,461 2,063 2,063 2,062
2,581 2,181 2,166 2,306 2,663 3,471
3,264 2,391 2,496 2,917 2,917 4,189

Анализируя данные таблицы 12 можно сказать о том, что при плоском равноосном растяжении критерии Мора и Лебедева-Писаренко дают одинаковые оценки разрушающего напряжения. В то же время, деформационный критерий дает оценку ниже на 21% для пластичного и на 37% для хрупкого материала. Исходя из экспериментальных данных, можно сказать, что оценки по критериям Мора и Лебедева-Писаренко идут не в запас прочности.

Во втором, третьем и четвертом квадрантах поверхностей разрушения хрупкого материала критерий Мора и Лебедева – Писаренко дают более консервативную оценку, чем наиболее адекватный деформационный критерий.

В третьем квадранте для пластичного материала критерий Мора дает завышенные оценки разрушающего напряжения. При плоском равноосном сжатии отличие между разрушающими напряжениями, определенными по деформационному критерию и по критерию Мора составляет 30% для титанового сплава ВТ2-0 и 44% для инструментальной стали ШХ15. Причем, если для пластичного материала величины разрушающих напряжений, определенные по деформационному критерию и критерию Лебедева - Писаренко, более консервативны чем оценка Мора, то в случае хрупкого материала оценка, полученная при помощи деформационного критерия значительно «мягче» чем результаты полученные критериями Мора и Лебедева-Писаренко.

Во втором и четвертом квадрантах максимальное отличие оценок по критериям Мора и Лебедева–Писаренко от оценки разрушающих напряжений, предсказываемой деформационным критерием, составляет 23 % для инструментальной стали ШХ15 (причем ошибка идет в запас прочности), для титанового сплава ВТ2-0 это отличие составляет 58 % (с ошибкой идущей не в запас прочности).

Следует отметить существование изломов на поверхности, построенной по критерию Лебедева-Писаренко, в точках, соответствующих одноосному сжатию, и приплюснутость поверхности в первом квадранте, построенной по деформационному критерию для хрупкого материала.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: