ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диаграмма дискретного роста усталостной трещины из "Количественная фрактография " При 65 = 2,14 10 м (для алюминиевых сплавов) получим значение б=бо, характеризующее нижнюю границу линейной зависимости б=/(/). В данном случае 6 = =4,71 10 м. Сопоставление полученного значения 8а с микроскопической скоростью роста трещины Al/AN=B (где В — постоянная в соотношении (104)) показало, что оно близко к значению В для алюминиевых сплавов, установленного в работе [65], и равно 5,10 10 м/цикл для термически неупрочненных сплавов и 4,58 10 м/цикл для термически упрочненных сплавов. [c.254] Отсюда следует, что в интервале б —6 величина w,=4. [c.255] С учетом влияния пластической деформаций на раскрытие трещины было получено значение п = 4,44, а без учета этого эффекта — п — 4,55. Обе эти величины близки к значению п = 4 и существенно отличаются от значения п — 3, которое было получено Пэллу [см. формулу (267)] для всей совокупности измеренных величин шага усталостных бороздок. Это означает, что для шага 6 2 10 мм значение п должно быть существенно меньше 3 и близко к 2, поскольку только в этом случае осреднение значений шага, удовлетворяющих п = 4 и п — 2, может привести к среднему значению п == 3. [c.256] Указанные величины характеризуют соседние значения шага усталостных бороздок при переходе с одного уровня нагружения на другой. Поэтому неизбежно некоторое влияние остаточных напряжений на сравниваемые параметры роста усталостной трещины и корректировка величины соотношения коэффициентов интенсивности напряжений до Д является вполне справедливой. Это означает, что величина п = 4,25 соответствует соотношению (266). Указанное значение показателя степени п весьма близко к 4, что подтверждает правильность проведенных выше расчетов и выделенных границ шага бороздок, для которых п = 4. [c.257] Программные нагружения образцов из алюминиевых сплавов позволили выявить следующие размеры скачков трещины на стадии I 5 8,6 14,3 28,5 нм. Необходимо подчеркнуть, что эти значения получены путем измерения продвижения трещины за блок приложения нагрузок с применением просвечивающего электронного микроскопа. [c.258] Исследования циклического роста усталостных трещин в монокристаллах алюминия на стадии I путем измерения скорости роста усталостной трещины показывают [291], что размеры скачков трещины в этом случае составляют 7 13 30 и 38 нм. При ббльших размерах скачков происходил нестабильный рост трещины с формированием вырожденных вытянутых элементов рельефа, напоминающих ямки. [c.258] В сплаве Д16Т на стадии I были выявлены усталостные бороздки меньщей величины, чем 4,7 10 мм, достижение которой соответствует переходу к стадии II усталостного разрушения. Согласно приведенным фрактограммам, для различных программ испытаний выявлены соседние значения шага усталостных бороздок (табл. 39). Эти значения показывают, что последовательное чередование значений шага усталостных бороздок на стадии I сохраняется. Расчеты показателя степени пь на этой стадии показали, что среднее его значение близко к четырем. [c.258] Для уточнения значения скачков усталостной трещины в цикле нагружения на стадии I были проанализированы результаты испытаний образцов из сплава Д16АТ1, свидетельствующие о сохранении постоянства скорости роста усталостной трещины и резком ее изменении с переходом на новый уровень [84]. При этом на отдельных участках роста трещины в процессе испытаний было выявлено сохранение постоянства скорости роста усталостной трещины вплоть до 2 мм. [c.258] До значения 5 нм выявлены следующие размеры скачков 2,4 2,7 3 3,2 3,9 нм. Морфология микрорельефа излома для указанных скачков усталостной трещины за цикл нагружения может быть сопоставлена со ступеньками сброса, формирующимися в полосах скольжения. Далее происходит быстрый переход к значениям около 7 12 и 36 нм. Наиболее характерно то, что вблизи зоны перехода от стадии I к стадии II при выявленных размерах скачков 41—45—46 нм усталостные бороздки не были обнаружены. Это означает, что их возможное формирование в изломе определяется локальными особенностями роста трещины и не распространяется на все участки фронта, где реализует ся преимущественно механизм поперечного сдвига, при котором не формируются усталостные бороздки. [c.259] Для стадии нестабильного роста усталостной трещины экспериментальные данные о кинетике роста усталостных трещин в алюминиевых сплавах немногочисленны. [c.259] Заданная соотношением (275) и в табличной форме диаграмма полностью определена. Ее строят при пульсирующем цикле нагружения. Полученные по ней порогобые коэффициенты интенсивности напряжений K i являются константами материала. Изменение асимметрии цикла, масштабов объекта и пр. ведут к изменению уровня напряжений аэ, являющегося эквивалентом действующего одноосного напряжения, которое определяется выражением (239). [c.261] Таким образом, предлагается представлять кинетику усталостных трещин на всех этапах разрушения металла универсальной диаграммой. Она устанавливает однозначное соответствие между уровнями чередования скачков трещины в цикле нагружения при любом виде внешнего нагружения исследуемого объекта и коэффициентами интенсивности напряжений, характеризующими определенное напряженное состояние металла в вершине трещины при достижении определенной степени стеснения пластической деформации. Последовательность переходов от одних значений скачка трещины в цикле нагружения к другим устанавливают с помощью автомодельного отношения Л отражающего фрактальную природу разрушения. [c.262] Вернуться к основной статье