ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статистическая природа усталости из "Конструкционная прочность материалов и деталей газотурбинных двигателей " Механизм усталостного разрушения. Механизм усталости металлов является сложным процессом накопления под действием переменных напряжений необратимых изменений, приводящих к разрушению материала. В металлах и сплавах в исходном состоянии имеются случайные нарушения однородности кристаллической решетки (дислокации). Вследствие этого в материале наблюдается локальная концентрация внутренних напряжений, способствующих при прилозйении внешней нагрузки перемещению точечных и линейных микродефектов решетки вдоль плоскостей скольжения. На самых ранних стадиях признаки усталостного и статического разрушений не имеют принципиальных различий. [c.33] Форма кривых усталости. Б соответствии с наличием нескольких механизмов усталости различают три отрезка кривой усталости, каждый из которых может быть с достаточной степенью достоверности представлен в координатах Ig or—Ig Л/, где iV число циклов, прямыми линиями. [c.34] На рис. 2.2, 2.3, 2.4 представлены кривые усталости типичные для жаропрочных сплавов и сталей. Следует заметить, что результаты испытаний с частотой нагружения 0,15 и, 35 Гц, приведенные на рис. 2 2, можно отнести к одной кривой усталости. [c.34] Уравнение, предложенное в.работе [69], . [c.35] При построении расчётных кривых усталости на рис. 2.2 пара-метр1Ы уравнений (2.2) и (2.3) были определены по экспериментальным значениям (Та и Щ на трех уровнях ад, 700, 480 и 320 МПа. Значение 0 i в (2.2) и (2.3) принято равным 230 МПа. [c.36] В качестве основного для описания зависимости амплитуды переменных напряжений от числа циклов до образования первой трещины или до полного разрушения при ограниченном количестве результатов испытаний следует предпочесть уравнение (2.1), поскольку точность определения параметров уравнения тем выше, чем меньше их,число. [c.36] Наиболее изученной областью кривой усталости является средняя часть, соответствующая числу циклов Ю . ..ЛС . Для конструкционных термически упрочненных сплавов и сталей при нормальной и умеренных температурах возможна экстраполяция кривой усталости в область малого числа циклов iV 5-10 . Дак видно на рис. 2.2, уравнения (2.2) и (2.3) недостаточно полно отражают положение зкспериментальных точек кривой усталости Кривая, рассчитанная по уравнению (2.2), отклоняется в область малых N. [c.36] Наименее изученной и наиболее важной областью для определения возможности разрушения от усталости деталей длительно работающих машин является зона, соответствуюш,ая числам циклов до разрушения yv 10. По результатам, полученным в этой зоне, решается вопрос о среднем значении и разбросе расчетной характеристики предела выносливости а ь а также об экстраполяции кривой усталости в область увеличенных N. Получение результатов на малых сга, когда iV 10 , чрезвычайно трудоемко. Кроме того, накоплению результатов на малых Оа мешает недостаток объектов испытания и трудность принятия решения о проведении испытаний на таком уровне напряжений, когда подавляющая часть образцов проходит испытание до заданного N без разрушения. Для экстраполяции правой ветвл кривой усталости обычно принимают заранее выбранное представление о ее форме (криволинейная, линейная с наклоном, горизонтальная прямая) и о характере дисперсии предела выносливости в зоне третьего нижнего участка кривой, затем проводят кривую усталости на глаз [39]. Несмотря на большой объем испытаний, выполненных на нижних уровнях а (см. рис. 2.3 и 2.4) вопрос о форме правой ветви и остается открытым, однако его решение можно найти, используя одиу из приведенных ниже подходов. [c.37] Сопротивление усталости материала определяется по результатам испытаний на усталость гладких образцов с плавным утонением в зоне предполагаемого разрушения. Форма и размеры образцов, методы проведения испытаний, требования к технологии изготовления оговорены в ГОСТе, а также в справочной и методической литературе [45]. Обычно за основу в расчетах на выносливость деталей принимают характеристики сопротивления усталости материала, полученные, при симметричном изгибе или растяжении — сжатии гладких образцов диаметром 7. .. 8 мм. Результаты испытаний на усталость образцов разного размера концентрацией напряжений при наложении постоянно действующей- статической нагрузки в условиях нагрева и с различной частотой нагружения позволяют построить зависимости пределов выносливости от конструктивных и эксплуатационных факторов и использовать их для расчетной оценки характеристик усталости деталей. В табл. 2.2 в. качестве примера представлены значения пределов выносливости некоторых деталей, разрушившихся в эксплуатации от усталости. [c.39] Здесь Qh — радиус у основания надреза (радиус галтели,или радИ ус отверстия) ен, ех — постоянные материала. [c.45] В первом приближении можно принять до=. Отклонение q от осреДйенных результатов эксперимента не превышает Aq=5. .. 10%. Вводя поправку на величину до, можно получить более точное значение . При этом принимаем qo=aa - -b, где для ст. 40 а — = 0,1 и 6 = 0,83. [c.45] Вернуться к основной статье