ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Единая кинетическая кривая для металлов из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " Величина 12 применительно к распространению сквозных усталостных трещин вне зоны нелинейного влияния концентратора напряжений. В случае распространения поверхностных (полуэллипти-ческих по форме фронта) трещин величина = 16. [c.251] Представленное условие (5.60) не противоречит многим экспериментальным исследованиям, в которых были проведены оценки коэффициента пропорциональности С р в случае фиксирования показателя степени Шр = 2 Результаты выполненного анализа и обобщения таких исследований по 73 кинетическим кривым 26 марок сталей, 9 марок титановых и 14 алюминиевых сплавов [127] представлены на рис. 5.3. Они показывают, что с учетом разброса экспериментальных данных средние значения определявшихся величин С р = s удовлетворяют условию (5.60). Рассматриваемая константа по выражению (5.60) зависит от предела текучести вплоть до его величины около 1500 МПа. Далее, применительно к высокопрочным сталям указанная зависимость перестает иметь смысл (выходит на плато). [c.251] Выполнена оценка достоверности использования в расчетах по формуле (5.60) коэффициента пропорциональности на основе фактических данных по испытаниям сталей в диапазонах 1,8 /Ир 2,2 и предела текучести для сталей — 500-1500 МПа для сплавов титана — 500-1200 МПа, и алюминиевых сплавов — 250-500 МПа. Расчетные значения Ig is отличались от экспериментальных значений менее чем на 3 %. Выборочный коэффициент корреляции был равен 0,91. В тех случаях, когда характеристики сплава были взяты из справочника, точность оценки находилась в пределах 10 %, а значение коэффициента корреляции было не ниже 0,8. [c.251] Соотношение (5.59) может быть использовано в расчетах эквивалентного напряжения, если решена проблема определения поправочных функций на условия многопараметрического внешнего воздействия на элемент конструкции в моделировании роста трещины и определении эквивалентного уровня напряжения. [c.252] Экспериментальные исследования титановых сплавов [127], показывают, что в интервале 0,4 (Of / 5(12) 0,75 относительных уровней напряжения при растяжении и изгибе разных по форме образцов из марок титановых сплавов величина Kis = 30 МПа-м / . Статистическая проверка нулевых гипотез о равенстве средних значений величин Kis и дисперсии по критериям Стьюдента и Фишера при уровне значимости 5 % показала, что нулевые гипотезы принимаются. [c.253] Оценка влияния на распространение усталостных трещин параметров структуры сплава ВТ6 (размера а-зерна для глобулярной структуры и размера а-колонии для пластинчатой структуры) показала, что они коррелируют с размером очаговой трещины и размером зоны пластической деформации в конце этой трещины. Влияние параметров структуры на величину / js, а также на показатель степени при КИН не выявлено. [c.253] Во всех случаях логика учета того или иного фактора состоит в получении некоторой безразмерной поправки по отношению к принятым базовым условиям эксперимента. Для лабораторного опыта целесообразно использовать наиболее удобные условия нагружения, по отношению к которым и проводить оценку влияния того или иного фактора воздействия на кинетический процесс роста усталостных трещин. Под тестовыми условиями опыта предложено [129] понимать пульсирующий цикл одноосного растяжения при уровне напряжения 0,3 [Оо/(сто,2)]о - 0,4, частоте нагружения 10-20 Гц, температуре 293-298 К, влажности воздуха от 70 до 75 % и давлении 760 мм рт. ст. Именно к этим условиям и могут быть сведены все вариации условий внешнего воздействия на элемент конструкции и проведена количественная оценка их роли в кинетическом процессе по величине безразмерной поправки. При этом условием эквивалентности получаемых кинетических кривых является эквидистантный характер их смещения относительно друг друга при изменении величины изучаемого параметра воздействия на кинетику усталостных трещин. Если же это не происходит, то либо экспериментально не удается сохранить условия подобия при изучении параметра воздействия, либо его влияние на кинетический процесс изменяется в направлении роста трещины, что должно быть рассмотрено путем введения дополнительной поправки как функции, например, которая учитывает изменение КИН в зависимости от длины усталостной трещины. [c.254] В связи с этим обобщили экспериментальные данные, полученные за период с 1965 по 1990 гг., по кинетике усталостных трещин применительно к различным материалам для разных условий внешнего воздействия, представленных в приложении к главе 5. В ряде случаев исследователи не определяли вида поправочных функций F(Xi) и даже не оценивали значения показателя степени в кинетическом уравнении, а лишь демонстрировали сами кинетические кривые. Вместе с тем результаты эксперимента, их графическое представление показали эквидистантный характер расположения относительно друг друга кинетических кривых при изменении величины или уровня исследовавшегося параметра воздействия. Поэтому сведения (табл. 5.5) следует рассматривать как безразмерные характеристики роли параметров внешнего воздействия в кинетике усталостных трещин, которые, по крайней мере, могут быть использованы на практике для приближенных оценок скорости роста трещины или корректировки результатов ее моделирования в случае анализа эксплуатационных разрушений. [c.254] Представленные поправки в большинстве случаев характеризуют однопараметрическое изменение условий нагружения. К ним следует отнести в первую очередь асимметрию цикла и частоту приложения нагрузки, которая применительно к элементам авиационных нагрузок меняется в широком диапазоне. Однако в условиях эксплуатации внешнее воздействие на ВС оказывается комплексным и многопараметрическим. В связи с этим необходимо учитывать именно синергетическую ситуацию влияния на поведение материала, как и в случае внешнего воздействия, также необходимо рассматривать несколько факторов, через которые учитывается реакция материала на это воздействие. Поэтому далее влияние основных параметров внешнего воздействия, одновременное изменение которых является типичным для элементов авиационных конструкций и должно быть учтено при моделировании кинетики усталостных трещин, будет рассмотрено после введения еще одной характеристики в кинетические уравнения (5.63) — фрактальной размерности. [c.254] Вернуться к основной статье