ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ основных Соотношений из "Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов " Рассмотрим элемент конструкции, в котором распространяется усталостная трещина в одной плоскости. Время работы элемента будем характеризовать числом циклов нагружения N, а геометрическую конфигурацию подвижного контура усталостной трещины — радиусом-вектором R и координатным углом а (рис. 22). [c.82] Здесь F ( ti, %m) — неизвестная безразмерная функци я от безразмерных величин Xj (г = 1, 2, 3, тп), которые могут зависеть от Д, N,, внешней нагрузки, физических характеристик материала и т. д. [c.83] Изучению структуры функции ( 1, Хт) и ее параметров Яг посвящено множество работ (см. обзоры [28, 145, 150, 172, 189, 203, 229]), в которых предложены различные представления дтой функции. При этом на основе экспериментальных данных, интуитивных и логических соображений выбирают обычно один или два физических параметра, ответственных за рост трещины, и экспериментально устанавливают корреляции между этими параметрами и скоростью роста трещины. В основном такими параметрами являются характеристики механического нагружения — среднее напряжение, действующее в сечении образца, частота нагружения, вид и характер нагрузки, асимметрия цикла, амплитуда интенсивности нагружений и т. д. геометрические характеристики — размеры образца, геометрия и размеры трещины металлургические характеристики — величина зерна, включения, структурное состояние материала и т. д. физико-химические характеристики рабочей среды — температура, характеристики среды испытания и т., д. [c.83] Для одного материала при постоянных воздействиях внешней среды характер усталостного распространения трещины определяют только две групы характеристик. Основными из них являются а — среднее напряжение, действующее в сечении образца R — изменяющаяся длина трещины — коэффициент интенсивности напряжений в окрестности контура трещины. [c.83] Каждому материалу присуща своя диаграмма усталостного разрушения, которая является основной для оценки усталостной прочности материалов в конструкции. [c.85] Эта зависимость хорошо аппроксимирует экспериментальные данные, получаемые для сплавов алюминия 2024-ТЗ и 7075-Т6 в интервале скорости 10 —10 мм цикл. [c.86] В работе [197] зависимость (IV.8) была проверена на многих других материалах. Она оказалась справедливой при не очень высоком уровне напряжений и в случае, если соотношение jKimin/-K imax достаточно мало. [c.86] Равенство (IV.12), в отличие от формулы (IV.11), учитывает влияние асимметрии цикла на скорость роста усталостной трещины. Однако это уравнение неудовлетворительно описывает диапазоны малоцикловой усталости. [c.87] Здесь 8 — характеристика прироста длины трещины при циклическом нагружении со — частота нагружения т] — постоянная упругих свойств материала — постоянная Больцмана Т — абсолютная температура. [c.87] Здесь Ki Kt — для растяжения Ki = Кь12 — для изгиба Ki — Kt + Кь 2 — для комбинированного нагружения Kt ж Кь — соответственно коэффициенты интенсивности напряжений для растяжения и изгиба. [c.88] Соотношение (IV.27) идентично равенству (IV.23), если полагать тп = 2, или равенству (IV.21), если принять тп — п 2, /с = 2. [c.89] Эта формула не учитывает, однако, асимметрию цикла. [c.91] Для достаточно пластических материалов, когда невозможно обеспечить выполнение условий автомодельности области предразрушения и применить для описания роста усталостной трещины параметр коэффициента интенсивности напряжений, предложено использовать критерий критического раскрытия трещины бй. [c.91] В заключение отметим, что приведенный здесь обзор исследований по установлению аналитических зависимостей скорости роста усталостной трещины от инвариантных характеристик зоны предразрушения около ее вершины не включает всех работ по этому вопросу. Однако результаты анализа показывают, что еще не установлены в указанном направлении зависимости универсального характера, которые эффективно учитывали бы многообразие силовых, геометрических, металлургических и физико-хи-мических параметров, ответственных за рост усталостных трещин. Для осуществления этой задачи необходимы дальнейшие аналитические и экспериментальные исследования закономерностей роста усталостных трещин. Результаты некоторых исследований в этом направлении представлены в настоящей книге. [c.92] Вернуться к основной статье