ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Последовательность процессов формирования усталостных бороздок из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " Для фиксирования последовательности событий в цикле нагружения при формировании усталостных бороздок на образце прямоугольного сечения из алюминиевого сплава Д1Т с пределом прочности 450 МПа была выращена усталостная трещина полуэллинтической формы при уровне напряжения 190 МПа и уровне асимметрии цикла 0,1. Выращивание трещины было прекращено при достижении скорости ее роста около 1 мкм (10 м). Далее в каждом последующем цикле нагружения при частоте 0,1 Гц осуществляли последовательно увеличение максимального уровня напряжения при сохранении минимального уровня напряжения неизменным (рис. 3.31). Всего было реализовано 37 циклов с возрастающей амплитудой, после чего произошло разрушение образца. [c.174] Недалеко от зоны перехода к быстрому разрушению образца имеют место два типа ямок — вытянутой формы и концентрической, которые соседствуют с зоной вытяжки (рис. 3.33). Ямки концентрической формы были выявлены вслед за ямками вытянутой формы. Указанная ситуация полностью соответствует формированию рельефа излома в момент перехода от усталостной трещины к статическому разрушению образца или элемента конструкции в случае резкого увеличения нагрузки вплоть до достижения вязкости разрушения (Ki ). [c.176] Сопоставим эту ситуацию с ситуацией у границы перехода от регулярного к нерегулярному нагружению. Начало нерегулярного нагружения сопровождается формированием первоначально зоны вытягивания (пластическое затупление вершины трещины в мезотуннелях), и только затем имеет место формирование треугольного профиля усталостной бороздки. Пластическое затупление в вершине трещины может быть реализовано до прекращения действия монотонно возрастающей нагрузки цикла. Пластическое затупление снимает (снижает) концентрацию напряжений в вершине трещины (в вершине мезотуннеля). Поэтому завершить течение материала формированием треугольного профиля усталостной бороздки невозможно, пока не прекратится процесс пластического притупления вершины трещины и не будет достигнута (локально) вязкость разрушения материала. Но в этот момент, как это следует из ситуации непосредственно при переходе к статическому проскальзыванию трещины, происходит срыв процесса деформации и переход к процессу разрушения с формированием ориентированных ямок. Из этого следует, что, во-первых, треугольный профиль усталостной бороздки формируется на нисходящей ветви нагрузки. Второе, в режиме регулярного нагружения раскрытие вершины трещины происходит квазиупруго, поскольку процесс пластического затупления вершины трещины в виде зоны вытяжки отсутствует. [c.177] Рассмотренные результаты эксперимента позволяют заключить, что в области формирования усталостных бороздок шагом в несколько микрон. [c.177] Описанные закономерности формирования усталостных бороздок позволяют дать объяснение многим закономерностям процесса роста трещин при регулярном и нерегулярном нагружении. Рассмотрим два примера [158, 159]. [c.177] Форма профиля усталостных бороздок была исследована на образцах из алюминиевого сплава 2017-Т4, испытанных при разной асимметрии цикла нагружения [158]. Профили усталостных бороздок были получены по специальной технологии, в которой был реализован их срез в плоскости перпендикулярно излому (рис. 3.34). На представленном рисунке дана схема выявленных ориентировок полос скольжения в плоскости среза. Очевидно, что ориентировка полос скольжения указывает на процесс формирования усталостных бороздок в результате ротаций объемов материала от вершины трещины, как это было рассмотрено выше. Существенно подчеркнуть, что в рассматриваемой работе механизм формирования усталостных бороздок не обсуждался. [c.177] Представленные примеры иллюстрируют достоверность описания закономерности событий в вершине усталостной трещины за счет ротаций объемов материала в полуцикле разгрузки. Это приводит к созданию разнообразных профилей усталостных бороздок на разных этапах роста трещины и эффекта пластического затупления вершины трещины при нерегулярном нагружении, что приводит к созданию более сложной конфигурации профиля бороздки. [c.178] Вернуться к основной статье