ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Аналитическое описание распространения усталостной трещины из "Трещиностойкость стали " В последнее время большое внимание было уделено аналитическому описанию процесса распространения усталостной трещины. Попытки решения проблемы сделаны на основе различных теорий (дислокационной теории, теории размерностей, теории линейной механики разрушения, полуэмпирических теорий, основанных на концепциях накопления усталостных повреждений), а также на основе анализа экспфиментальных данных. [c.147] Хэд предположил, что размер пластической зоны вблизи конца трещины (г ) остается постоянный во время распространения тр щины. [c.148] Позже было найдено [193], что в формуле (110) функция приложенных напряжений пропорциональна квадрату напряжения, т.е. [c.149] Вейбулл [196] предположил, что скорость распространения усталостной трещины не зависит от длины трещины и определяется амплитудой нормального напряжения, вычисленного по живому сечению испытуемого образца. Однако в исследованиях [197, 198], выполненных при о = onst, было установлено, что вывод Вейбулла о независимости скорости распространения трещины от ее длины можно распространить только на небольшую часть стадии распространения трещины. Большая часть стаДии роста усталостной трещины (до 75 %) остается за пределами действия зависимости Вейбулла. [c.150] Параметр /3 имеет размерность длины и характеризует прирост длины трещины лри циклическом нагружении (по значению он равен приросту длинм трещины при возрастании К от О до / ). Значения А К следует определять на основании экспериментальных данных. [c.151] Фрост и Диксон [202] разработали теорию, учитывающую геометрические изменения, происходящие в вершине трещины в процессе усталостного нагружения. Для вывода закона о распространении трещины в экспериментальные данные по определению поля деформации вблизи устья трещины была введена поправка на пластичность [203]. [c.151] Эта формула более чувствительна к изменению закономерностей микропластических деформаций в зоне у вершины трещины, поэтому она должка быть пригодна для широкого диапазона значений ЬК, изменяющихся в процессе роста усталостной трещины. [c.151] Уравнение (126) полностью совпадает с зависимостью Париса и Эрдогана. [c.152] Ларднер предложил использовать вместо Oi значение временного сопротивления разрыву о , чтобы учесть влияние деформационного упрочнения. [c.153] Коэффициенты 1 и аг не имеют строгой физической трактовки, их определяют экспериментально. В литературе приведены значения коэффициентов oii и 02 Для двух высокопрочных алюминиевых сплавов [212]. [c.154] Мак-Картни и Гале [220] разработали общую теорию распространения усталостной трещины, основанную на теории дислокаций и накоплении повреждений вблизи вершины трещины. При этом предполагается, что разрушение происходит тогда, когда повреждение, накапливающееся вблизи вершины трещины, достигает критического значения. [c.155] Экспериментально подтверждено, что этот закон распространения трещины достаточно хорошо описывает, поведение материала в про-.межуточной области циклических напряжений (10 10 ). [c.156] Формула (141) весьма удобна при анализе связи скорости и характеристик пластической зоны. Она указывает на сложный характер зависимости скорости от Д/С. [c.157] Эффективность различных аналитических зависимостей обычно может быть проверена при описании экспериментальных данных. При этом сложилось такое положение, когда предложенные законы распространения усталостной трещины соответствовали в основном ограниченному количеству экспериментальных данных, полученных авторами этих теорий. [c.157] Законы Хэда, Фроста, Дагдейла и Лю имеют значительные отклонения при описании ими этих экспериментальных данных, так как закон Хэда предсказывает наклон 1/3, а законы Фроста, Дагдейла и Лю — наклон 1/2. [c.157] Вернуться к основной статье