ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Размер зоны йд и величина Мд при двухосном нагружении из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " Исследования геометрии зоны пластической деформации показали, что она несимметрична относительно плоскости трещины [16]. Как только трещина пересекает ближайшую упругопластическую границу, ее равномерный рост возобновляется, но только с несколько меньшей скоростью. [c.421] — приращение длины трещины с момента перегрузки. [c.421] Основное достижение модели в том, что она учитывает изменения в росте трещины только на участке DE (см. рис. 8.2). Однако изменения характера возрастания скорости на указанном выше участке не учитываются моделью. Величина т . определяется экспериментально, что делает модель жестко зависящей от многочисленного варьирования параметрами цикла нагружения — скорости, температуры и пр. Все это ограничивает возможность практического использования этой модели. Вместе с тем она может быть реализована для любого уравнения, описывающего рост трещин, в том числе и при наличии отрицательной составляющей, когда происходит возрастание скорости по сравнению с пульсирующим циклом нагружения. [c.421] Их — полное число циклов в программном блоке. [c.421] После перегрузки рост трещины определяется некоторым эффективным коэффициентом интенсивности напряжений , характеризующим истинное локальное напряженное состояние материала у вершины трещины с учетом остаточных сжимающих напряжений. Даже при стационарном режиме нагружения из-за наличия зоны пластической деформации истинный локальный коэффициент интенсивности напряжений почти в 2 раза меньще определяемого без j era остаточных напряжений (см. выше концепцию Элбера). [c.422] Размер зоны влияния перегрузки 2д составляет несколько Гд1, что естественно характеризуется поправочной функцией в соотношении (8.18). Однако рекомендаций по определению размеров этой зоны для практического использования модели с учетом многообразия условий формирования зоны влияния перегрузки не дано. [c.422] Удовлетворительное для практического использования описание кинетики трещин после перегрузки получено в данной работе из условия, что участок B D (рис. 8.2) после перегрузки отсутствует, а на участке АВ изменение скорости линейно зависит от длины и минимальная скорость достигается в точке Да, = г. Предложенное соотношение не проходило практической проверки. [c.422] Все усилия в повышении точности прогноза направлены на наиболее полный учет параметров Х одним из которых является соотношение главных напряжений X, = в случае двухосного напряженного состояния. [c.424] Иной подход в моделировании роста трещины основан на использовании эффекта раскрытия берегов трещины, продемонстрированного Элбером [15]. В этом случае все усилия сосредоточены на определении K ff с целью введения его в уравнение (8.31). Величина является функцией меняющегося раскрытия берегов трещины по мере ее продвижения после перефузки. [c.424] Раскрытие берегов трещины может быть эффективно реализовано при моделировании роста трещины в случае двухосного нагружения [63]. Однако и эти подходы пока не распространены на случай нерегулярного двухосного многопараметрического нагружения, когда имеет место одновременное изменение нескольких параметров цикла нагружения. Поэтому даже при высокой эффективности моделирования роста трещины по любой из предложенных моделей применительно к случаю одноосного нерегулярного нагружения пластины реальным спектром, отражающим нагружение крыла транспортного самолета, полученный результат не в полной мере соответствует росту трещины в панели крыла самолета. Это связано с тем, что в различных зонах крыла самолета имеет место переменное во времени и но уровню двухосное напряженное состояние по этапам полета (см. 1 главу). [c.425] Если происходит синфазное, т. е. одновременное, взаимосвязанное изменение обеих компонент главных напряжений, то получается, что соотнощение зон пластической деформации в момент перегрузки и после нее не зависит от того, какими были и остаются параметры цикла нагружения. Если они неизменны, то соотношение размеров зон зависит только от квадрата уровня перегрузки и эффект перегрузки при варьировании параметрами цикла нагружения может быть одинаковым, но крайней мере, качественно. Это следует из выполненного выше анализа. [c.425] В связи с этим рассмотрим особенности развития трещин и возможности моделирования этого процесса в условиях двухосного нагружения при перегрузках в сравнении с изложенными выше представлениями о росте трещины при одно-и многократных одноосных перегрузках. [c.425] Наиболее простые ситуации моделирования роста трещины без учета эффекта взаимодействия нагрузок, рассмотренные выше, являются частными случаями эксплуатационного нагружения некоторых элементов конструкции, для которых переходы от одних уровней нагружения к другим определяются, как правило, условиями функционирования. В то же время конструктивные элементы планера ВС подвергаются случайному эксплуатационному нагружению, сопровождающемуся резким изменением нагрузок, например, на посадке и при воздействии атмосферной турбулентности (известно, что в полете возможно появление порывов воздуха, способных создавать перегрузки в 2 раза и более). [c.425] Выполненные испытания крестообразных образцов толщиной 4,9 мм из алюминиевого сплава Д16Т показали следующее [64]. При всех сочетаниях параметров цикла нагружения в срединной части образца трещина не меняет своей ориентировки после перегрузки во всем диапазоне соотно-щения Я-а от минус 1,0 до 1,0. При толщине пластины 5 мм трещина распространяется в условиях, близких к плоской деформации, и поэтому в середине образца в случае смены соотношения главных напряжений доминирует траектория трещины под действием не меняющего своей ориентировки напряжения, раскрывающего берега усталостной трещины. [c.426] После перегрузки у поверхности образца нарушается монотонность формирования скосов от пластической деформации. Высота и ширина скоса постепенно уменьшается, а после достижения трещиной некоторой длины снова возрастает. При этом в срединной части излома, которая не меняет своей ориентировки после перегрузки, наблюдается формирование последовательно зоны статического проскальзывания с ямочным рельефом или зоны более сглаженного рельефа при резком снижении СРТ после перегрузки (рис. 8.14). Статическое проскальзывание при использованных параметрах цикла нагружения наблюдалось в области растяжения-сжатия образца, а выраженная зона вытягивания в виде уступа с более сглаженным рельефом излома соответствовала тем же перегрузкам, но при двухосном растяжении. Непосредственно за зоной статического проскальзывания трещины происходило выраженное контактное взаимодействие берегов усталостной трещины, что формировало зону, имевшую макроскопически черный цвет. Этот факт уже отмечен для одноосных перегрузок [24]. [c.426] Из анализа излома следует, что полная длина трещины, при которой фрактографически отчетливо проявляется влияние перефузки на процесс разрушения, определяется последовательно в общем случае шириной зоны пластического затупления вершины трещины (уступ в изломе), шириной зоны статического проскальзывания и шириной зоны контактного взаимодействия берегов трещины. С этой точки зрения процессы повреждения материала в момент двух- и одноосной перегрузок и последующий процесс распространения усталостной трещины подобны. Нет никаких дополнительных признаков именно двухосной перегрузки, которые принципиально отличались бы от ситуации одноосной перегрузки. [c.426] Анализ ширины зоны статического проскальзывания, измерения размеров которой в разных сечениях вдоль фронта трещины в пределах срединной части образца, где не происходило изменения траектории движения трещины после перегрузок, показал следующее (табл. 8.2). [c.426] Примечание. (, ) ямки наблюдались фрагментарно, а не по всему фронту трещины. [c.428] Анализ зависимостей длины трещины от числа циклов нагружения показал следующее. Они подобны при всех сочетаниях параметров цикла нагружения, в том числе и при одноосной перегрузке (рис. 8.16). Последовательность точек на представленных кривых указывает на стадийность процессов задержки трещины, как и в случае одноосной перегрузки (1-2) — ускоренный рост трещины сразу после осуществления перегрузки, (2-3) — начало медленного подрастания трещины после ее задержки и (3-4) — окончание периода задержки. [c.430] Вернуться к основной статье