Усталостное разрушение происходит в результате образования и развития усталостной трешины Поверхность излома имеет две характерные области - гладкую, истертую в зоне трещины, и зернистую - в зоне хрупкого отрыва в момент разрушения. Сжимающие напряжения в элементе препятствуют раскрытию третий и поэтому благоприятно сказываются на усталосной прочности.
В числе основных способов повышения выносливости конструкции можно назвать следующие:
снижение концентрации напряжений, в том числе обработкой (например, зачисткой поверхности сварного шва);
создание напряжений сжатия в месте концентрации напряжений и на поверхности элементов с использованием предварительного нагрева или пескоструйной и дробеструйной обработки;
изменение характера циклических нагрузок в сторону преобладания сжимающих напряжений, например, методом предварительного напряжения конструкции.
Факторы, способствующие хрупкому разрушению
Существует три вида разрушения материала: вязкое, хрупкое и квазихрупкое (смешанное).
Вязкое разрушение характеризуется развитием значительных пластических деформаций, что в конструкции выражается в появлении и развитии больших перемещений, прогибов, благодаря чему можно успеть принять соответствующие меры и предотвратить разрушение.
Хрупкое разрушение происходит при малых деформациях без ярко выраженного развития пластичности. Для объяснения хрупкого разрушения материала необходимо отказаться от представления его сплошности. В реальном металле всегда есть дефекты в виде микропор и микротрещин, которые. даже при небольших напряжениях могут расти и сливаться, образуя макротрещины Трещина действует как сильный концентратор напряжений, она как бы сосредотачивает в своей вершине упругую энергию освобождающуюся при ее образовании, и направляет эту энергию на преодоление сопротивления материала дальнейшему продвижению трещины. Если это сопротивление относительно-велико, например, в пластичном металле, го трещина может остановиться (завязнуть). В противном случае она будем необратимо увеличиваться и приведет' к "лавинному" разрушению конструкции.
Для строительных конструкций хрупкое разрушение является наиболее " нежелательным, гак как происходи! всегда неожиданно, без каких-либо заметных предварительных проявлений, как. например, перемещения в конструкциях при вязком разрушении. В связи с ним необходимо знать и учитывать при проектировании конструкций факторы, способствующие хрупкому разрушению.
На хрупкость стали в конструкциях оказывают влияние металлургические (химический состав, структура, величина зерна стали), конструктивные {концентрация напряжении), технологические (состояние поверхности, сварочные напряжения к эксплуатационные (характер загружения. агрессивность рабочей среды) факторы.
Загрязнение стали различными включениями, в том числе пузырьками газов, избыточное содержание углерода способствуют увеличению ее хрупкости. поэтому, например, спокойная и полуспокойная стали лучше сопротивляются хрупкому разрушению, чем кипящая.
Как уже отмечалось., причиной хрупкого разрушения может стать концентрация напряжений, особенно при низких температурах или при вибрационной и динамической нагрузках. Кроме того, низкие температуры сами по себе могут стать причиной хрупкого разрушения.
Увеличению хрупкости стали и снижению несущей способности элементов конструкций способствуют ударные, многократно повторяющиеся но» действия, а также объемное напряженное состояние в элементе.
В соответствии с действующими нормами проектирования стальных конструкций повышение сопротивляемости их хрупкому разрушению достигается в основном выбором марки стали с гарантией ударной вязкости при пониженной температуре, а также специальными мероприятиями на стадии проектирования и изготовления.
Вопрос 5 Основы метода расчета конструкций по предельным состояниям.
для расчета конструкций и их элементов используется методика расчета по предельным состояниям. Необходимо отметить, что эта методика является общей для всех строительных конструкций: металлических, железобетонных, деревянных и др.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.