ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эффекты взаимодействия нагрузок на переходных режимах нестационарного одноосного нагружения из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " Очевидно, что рассмотрение роли перегрузки в кинетике трещин должно учитывать интегральную картину поведения материала вдоль всего ее фронта одновременно применительно к различным условиям напряженного состояния. В момент перегрузки вдоль всего фонта трещины формируется зона пластической деформации большего размера, чем в случае регулярного нагружения, создавая высокий уровень остаточных сжимающих напряжений. При этом снижается концентрация напряжения в верщине трещины за счет пластического затупления мезотуннелей и разрущения сдвигом по типу П1 перемычек между ними (см. главу 3). Все это приводит к последующему изменению траектории движения трещины. [c.404] Сопоставление последовательности событий у поверхности образца и в его срединных слоях, где имеет место наибольщее стеснение пластической деформации, показывает, что эффект задержанной задержки в связи с ускорением трещины у поверхности на участке 1-2 отсутствует в средней части [23]. Этот результат был продемонстрирован на сталях, когда для оценки поведения усталостной трещины в середине фронта трещины использовался у.пьтразвуковой контроль. [c.404] На стадии формирования псевдобороздчатого рельефа однократная перегрузка приводит к аналогичным эффектам — пластическому затуплению вершины трещины без разрыва или с разрывом перемычек между мезотуннелями. [c.404] Однократное увеличение асимметрии цикла может быть осуществлено за счет одновременного изменения максимального и минимального напряжения цикла тремя путями уменьшением только минимального напряжения одновременным увеличением максимального и минимального напряжения и снижением только максимального напряжения. В первом и третьем случаях имеет место только последовательное снижение шага бороздок с переходом на новую закономерность менее интенсивного роста трещины. Во втором случае будет иметь место некоторое пластическое затупление вершины трещины, что вызывает переходный процесс возрастания и последующего снижения шага усталостных бороздок [25]. [c.406] Переход к меньшему уровню максимального напряжения цикла, который приводит к снижению СРТ, может сопровождаться постепенной сменой механизма разрушения по мере увеличения соотношения между предыдущим и последующим КИН. После смены режима нагружения имеет место зона псевдобороздчатого рельефа, которая отражает переход к припороговой области скорости роста трещины. При возрастании указанного выше соотношения наступает некоторая задержка развития трещины (рис. 8.7). И в зависимости от типа материала при соотношении между предыдущим и последующим КИН менее 0,4 может иметь место существенная остановка трещины в течение более 10 циклов. [c.406] Следует уточнить, что влияние перегрузки на задержку трещины зависит от того, на какой стадии роста трещины она реализована. Так, для алюминиевых сплавов на I стадии роста трещин, когда доминирует микроскопический уровень процесса разрушения, задержка трещины может быть значительной уже при перегрузке 1,5 [28]. [c.407] Время или скорость приложения импульса перегрузки влияют на длительность задержки трещины [16]. В сплаве 2618 последовательность приложения перегрузки с частотой 0,1,1,0 и 20 Гц приводила к последовательному возрастанию длительности задержки. Так, например, при двукратной перегрузке длительность задержки возрастала в 2 раза. Происходило это в связи с тем, что при рассматриваемом уровне перегрузки на фронте трещины возникал, фрагментарно, надрыв материала. Задержка трещины оказывалась существенно зависимой от шероховатости рельефа, поскольку решающую роль в задержке начинал играть эффект закрытия трещины (несмыкания берегов трещины) с одновременным контактным взаимодействием ответных частей излома. Возрастание скорости деформации (сокращение длительности импульса перегрузки) приводило к возрастанию степени стеснения пластической деформации и к увеличению числа зон вдоль фронта трещины, где возникал статический надрыв материала. Площадь излома со статическим надрывом материала после перегрузки возрастала, и тем самым возрастал эффект закрытия трещины. Влияние контактного взаимодействия ответных частей излома нарастало, что приводило к увеличению длительности задержки или длительности медленного подрастания трещины в срединной части образца. [c.409] Противоположную роль рассмотренному выше влиянию положительной перегрузки играет отрицательная перегрузка, когда Kpg k меньше ми- нимального КИН предыдущего и последующего циклов нагружения. Особенно существенно влия- ние разгрузки при переходе в область сжимающих i напряжений. В самолетных конструкциях отрица- i тельные перегрузки имеют место на верхней j и нижней панелях крыла и подкрепляющих эле- I ментах при взлете и посадке соответственно. [c.409] На среднем участке кинетической кривой возрастание уровня отрицательной асимметрии цикла, являющееся аналогом отрицательной перегрузки, сопровождается возрастанием шага усталостных бороздок (см. раздел 6.2). Поэтому на этой стадии эффект отрицательной перегрузки заключается в ускорении роста трещины. [c.409] Расположение трещины в образце может быть сбоку и в средней его части. Было показано, что в образце с центральным отверстием задержка трещины выше при прочих равных условиях, чем в компактном образце с боковой трещиной [37]. Такое влияние расположения трещины было объяснено наличием дополнительного сжатия в плоскости трещины в образце с центральным отверстием. Для подтверждения этой гипотезы были проведены испытания плоских крестообразных образцов с центральным отверстием. Первоначально была выращена усталостная трещина при одноосном нагружении, а затем после добавления компоненты 02 = -0,19ао,2 и Ог = -0,58оо,2 в плоскости трещины была реализована двухосная перегрузка. После этого из образца была вырезана трещина и испытания продолжили при одноосном растяжении. Развитие трещины происходило после более длительной задержки трещины, чем это имело место в случае одноосной перегрузки того же уровня, что связано с созданием большего размера зоны в момент перегрузки для сквозной трещины в случае двухосного растяжения-сжатия, чем при одноосном растяжении. [c.410] Рассмотрим эффекты взаимодействия нагрузок при добавлении к одноосному растяжению второй компоненты растяжения или сжатия в плоскости трещины. [c.410] Вернуться к основной статье