ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Моделирование роста трещины после двухосной перегрузки из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " Результаты расчетов по соотношению (8.36) дают удовлетворительную сходимость с экспериментальными данными (рис. 8.24). В области -1,0 О изменение йд происходит несущественно (рис. 8.23, 8.24), поэтому для моделирования роста трещин в этой области можно использовать значения размеров зоны при одноосной перегрузке (Хд = 0) при соответствующих значениях асимметрии цикла R. [c.439] Моделирование усталостных трещин после перегрузок осуществляют с использованием расчетной длины Пр и длительности периода задержки трещины Np. В пределах Ад рассматривают нелинейную связь скорости роста трещины с ее длиной или с числом циклов нагружения (рис. 8.25). [c.439] От точности математического описания участка аномального поведения трещины после перегрузки зависит точность моделирования процесса усталостного разрушения при нерегулярном нагружении. Параметры длины трещины при моделировании связывают с размером зоны пластической деформации, сформированной в момент перегрузки. По уравнениям механики разрушения (2.2), описывающим размеры зоны пластической деформации, устанавливают соотношения между размером зоны и длиной трещины после перегрузки йд. При этом требуется наиболее полно описать физические процессы, определяющие аномальное поведение материала с трещиной в пределах отрезка Яд. [c.440] Наблюдаемые эффекты переориентировки направления роста трещины у поверхности обусловлены разрушением материала в пределах скосов от пластической деформации. После прохождения трещиной границы зоны пластической деформации, созданной в момент перегрузки, происходит вторая переориентировка трещины в связи с возрастанием скосов от пластической деформации. Поэтому необходимо рассматривать в качестве длины задержки трещины отрезок ois- Последующее движение трещины связано с попыткой материала как самоорганизующейся системы выровнять скорость трещины в соответствии с достигаемой длиной и соответствующей ей интенсивностью напряженного состояния и/или величиной коэффициента интенсивности напряжений. [c.440] Первый этап — до остановки трещины в пределах сформированной в момент перегрузки зоны — не представляется пока возможным описать с позиций механики разрушения. Оценка соотношения между длиной участка первого этапа роста трещины и размером зоны пластической деформации по поверхности образцов показывает, что величина ЙД12 может составлять от 20 до 80 % от указанной зоны. Устойчивой зависимости размера участка 012 от параметров цикла нагружения или уровня двухосной перегрузки не выявлено, поэтому его величину определяют экспериментально из испытаний образцов. [c.440] Второй этап — остановка трещины и ее медленное подрастание в пределах зоны пластической деформации до точки 3 (рис. 8.25). Оценивается экспериментально по критерию длительности задержки трещины. Длина трещины 013 может быть получена расчетным путем на основе уравнений (2.2), как размер зоны пластической деформации в разных направлениях от вершины трещины. [c.440] Третий этап — аномальное подрастание трещины — ограничен значением ее скорости, соответствующим коэффициенту интенсивности напряжений, определяемому по единому кинетическому уравнению для регулярного нагружения. [c.440] Рассмотрим такую ситуацию на примере моделирования роста трещины в нижней панели крыла самолета Як-42 в районе нервюры 6, схематизированный типовой полетный блок нагружения которой представлен на рис. 8.27. Расчеты длительности роста трещины проводились с учетом и без учета второй компоненты главных напряжений, с последующим сравнением полученных результатов между собой. При расчете с учетом двухосного нагружения было сделано следующее допущение. Для каждого этапа полета в блоке в качестве величины Xf, выбиралось его среднее значение на аналогичном этапе реального полета, полученное по результатам анализа летных экспериментов (см. главу 1). Также предполагалось, что сжимающие циклы нагружения (этап руления) при данном уровне нагрузок не влияют на рост усталостной трещины и в расчетах не учитывались. [c.441] При увеличении уровня напряжения в каждом последующем цикле нагружения по сравнению с предыдущим циклом процесс формирования усталостных бороздок сопровождается образованием зоны вытягивания материала, чему подробное внимание было уделено в главе 3. На начальном этапе возрастания нагрузки в пределах интервала точка 1-точка 2 (см. рис. 3.35) происходит возрастание упругого раскрытия усталостной трещины. При дальнейшем росте нагрузки в цикле (точка 2-точка 3) вследствие пластической деформации происходит вытяжка материала у вершины трещины и ее затупление. При превышении критического коэффициента интенсивности напряжения произойдет статический надрыв материала у вершины трещины и увеличение ее длины осуществится за счет статического проскальзывания. Если величина критического коэффициента интенсивности напряжения не достигнута и напряжение цикла уменьшается (от точки 3 до точки 4), то происходит формирование усталостной бороздки по традиционному механизму ротационной неустойчивости материала. При этом трещина может продолжить дальнейшее продвижение от вершин каскада мезотуннелей затупленной вершины, что будет влиять на размер зоны вытягивания , наблюдаемой на поверхности излома и на разброс результатов измерений ее размера. [c.442] Вернуться к основной статье