ISSN:
1573-2673
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Résumé Un nouveau critère a été mis au point pour prédire la rupture des matériaux due à des fissures se propageant sous l'effet de l'environnement. Le critère repose sur les concepts de la mécanique de rupture, et suppose que la relation liant la vitesse de propagation de la fissure à l'intensité des contraintes peut comporter, comme l'a suggéré Wiederhorn, trois régions caractéristiques de comportements distincts. La forme analytique du critère met en relation le temps de rupture avec la longueur initiale (a o ) de la fissure et sa longueur critique (a c ), ou sous une autre forme, avec le facteur initial d'intensité des contraintes (K Ii ) et la ténacité à la rupture (K Ic ), et ce sous diverses conditions de contraintes et de facteurs d'environnement. L'expression analytique est confrontée avec des résultats d'essais de fissuration sous hydrogène d'un alliage Ti-5 Al-2,5 Sn, et l'on démontre qu'elle permet de prédire la forme générale de la relation liant le temps de rupture au paramètre normalisé K Ii /K Ic de l'intensité des contraintes. On suggère que le critère proposé pourrait être utilisé comme base pour extrapoler de manière conservative des résultats d'essais en nombre limité à des conditions pour lesquelles des essais ne peuvent raisonnablement être conduits. On discute enfin les avantages que ce nouveau critère présente sur l'approche qui considère un “seuil” d'intensité des contraintes.
Abstract:
Zusammenfassung Es wurde ein neuer Kennwert ermittelt zur Vorausbestimmung des Bruches von Werkstoffen in denen sich Risse unter Einwirkung der Umweltsbedingungen fortpflanzen. Diese Größe beruht auf dem Konzept der Bruchmechanik und setzt voraus, daß die Abhängigkeit zwischen der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Risses und den Beanspruchungen drei charakteristische Verhaltensbereiche aufweist, so wie dies von Wiederhorn vorgeschlagen wurde. Die analytische Formulierung der Kenngrösse setzt die Bruchzeit in Abhängigkeit mit der Anfangslänge (a 0) des Risses und mit seiner kritischen Länge (a c ) oder in einer anderen Form, mit dem Anfangswert (K Ii ) des Spannungs-intensitätsfaktors und der Bruchzähigkeit (K Ic ) und dies für verschiedene Beanspruchungs-und Umweltsbedingungen. Der analytytische Ausdruck wird den Ergebnissen von Rißbildungsversuchen unter H2-Atmosphäre an einer Ti-5 Al-2,5 Sn Legierung gegenübergestellt und es wird bewiesen, daß er es ermöglicht die allgemeine Form der Abhängigkeit zwischen der Bruchzeit und dem normalisierten Spannungsintensitätsparameter K Ii /K Ic vorauszusagen. Es wird vorgeschlagen diese Kenngröße zu benutzen, als Basis für eine konservative Extrapolation von an einer begrenzten Anzahl von Proben erzielten Versuchsergebnissen auf solche Versuchsbedingungen, unter denen sie sinnvoll nicht durchgeführt werden können. Anschließend werden die Vorteile besprochen, welche der vorgeschlagenen Kenngröße gegenüber der Annäherung die einen Grenzwert der Spannungsintensität in Betracht zieht, besprochen.
Notes:
Abstract A new criterion has been developed for predicting failure of materials by environment-induced cracking. The criterion has been developed by the use of fracture mechanics concepts and assumes the relationship between crack-growth rate and stress intensity can be described by three separable regions of behavior as first suggested by Wiederhorn. The analytical form of the criterion relates failure time to the initial crack length (a 0) and the critical crack length (a c) or alternatively, to the initial stress intensity (K Ii) and the fracture toughness (K Ic) for various conditions of stress and the environmental variables. The analytical expression is examined by the use of some experimental data on the hydrogeninduced cracking of Ti-5Al-2.5 Sn and it is demonstrated that the expression predicts the general expected form of the relationship between the normalized stress intensity parameter (K Ii /K Ic ) and the failure time. It is sugtested that the criterion can be used as a basis for conservatively extending limited test results to conditions for which test data cannot reasonably be obtained. Advantages of the new criterion over the “threshold” stress intensity approach are discussed.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00035956
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