ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Полная кривая усталости металлов и сплавов из "Усталость металлических материалов " В работах [5-7], была предложена полная кривая усталости в диапазоне напряжений от временного сопротивления разрушению (предела прочности) до предела вьшосливости (предела усталости) (рис. 1.7). Конечно, построение полной кривой усталости в большинстве случаев носит условный характер, так как для получения полного спектра амплитуд напряжений или деформаций, как правило, требуются различные типы испытательных машин. Однако построение полных кривых усталости позволяет понять ряд методов расчета несущей способности в каждой области кривой усталости и улучшить методику исследований при нестационарных циклических нагрузках. Вся полная кривая усталости в первую очередь разделяется на две основные области малоцикловой и многоцикловой усталости. Ряд исследований показывает, что условной границей между этими областями является напряжение равному динамическому пределу текучести (при скоростях соответствующего циклического нагружения). Есть также мнение, что эта граница связана со сменой напряженного состояния. [c.11] Кроме термина малоцикловая усталость существует также понятие статической выносливости применительно к конструкциям, для которых основной является постоянная нагрузка, а переменные нагрузки значительной величины действуют за время службы сравнительно небольшое число раз (например, самолетные конструкции). По существу область статической выносливости охватывает область малоцикловой усталости, но в отличие от обычной малоцикловой усталости периодически повторяющиеся нагрузки прикладываются значительно реже [11]. [c.15] Следует отметить, что деление на малоцикловую и многоцикловую усталость материалов довольно условно, хотя в целом оправдано. Тем не менее, на рис. 1.11-1,15 приведены экспериментальные кривые усталости с резким физическим пределом выносливости, ветвь ограниченной выносливости которых почти целиком лежит в малоцикловой области (в интервале от 2 10 до 8 10 циклов). Область многоцикловой усталости которая по ГОСТУ начинается с 5 Ю , на этих рисунках практически отсутствует. Перегиб у этих кривых усталости расположен в конце малоцикловой области и далее кривая сразу выходит на физический предел выносливости. Такой эффект наблюдается в случае аморфных материалов, высокопрочных материалов или при испытании образцов с острым надрезом, когда с первых циклов нагружения в области надреза образуется локальная зона пластической деформации. В этой зоне металл быстро упрочняется и постепенно плотность дислокаций достигает критического значения, которое соответствует зарождению усталостной трещины [13-17]. [c.15] Таким образом, в случае, когда вся кривая усталости расположена в малоцикловой области, по-видимому, процесс усталостного разрушения в основном связан с зарождением усталостной трещины, так как период распространения усталостных трещин в высокопрочных и охрупченных металлических материалах чрезвычайно короток. Кроме того, из приведенных данных следует вывод о том, что существует минимальное критическое число циклов на уровне предела выносливости, необходимое для разрушения. И это минимальное критическое число циклов, которое можно обозначить как (см. рис. 1.13), находится в диапазоне 2 циклов нагружения и связано в основном с зарождением трещины. [c.17] Условность деления на малоцикловую и многоцикловую усталость, как это ни парадоксально при огромном развитии исследований механических свойств материалов в последние годы, связана с тем, что мы и сегодня располагаем недостаточными сведениями об изменениях, происходящих в структуре широко применяемых конструкционных сплавов сложного состава в процессе усталости. Это можно сказать не только о дислокационной структуре, но и о фазовых превращениях и динамике упругих искажений на границе частица-матрица, об условиях возникновения субмикроскопических и микроскопических трещин усталости. В значительной мере такое положение связано с тем, что сложная структура промышленных сплавов затрудняет необходимые наблюдения, и исследователь сталкивается с чисто экспериментальными трудностями. [c.18] Если собрать результаты, опубликованные в различных странах, то все же придется констатировать явный недостаток систематических данных о влиянии уровня действующих напряжений, асимметрии цикла (среднего напряжения), вида напряженного состояния на ход и характер локальных процессов пластической деформации и разрушения, протекающих в материале. Совсем не просто понять, почему в одинаковых условиях опыта, например при среднем напряжении (50 МПа), лист из сплава 2024-ТЗ, имея такое же сопротивление усталости, как и лист из сплава 7475 (Тб1 и Т761) при базе N = 10 , оказывается заметно хуже последнего приЛ = 10 циклов и лучше при N = 10 . Этот пример еще раз подчеркивает сложность прогнозирования усталостной долговечности [18]. [c.18] Вернуться к основной статье