Повреждения изломы

Исследования нержавеющей стали 304 при 550 С были выполнены при контроле уровня реализуемой деформации скручивания и растяжения [77]. Соотношение указанных деформаций варьировалось в диапазоне О < (Ау/Де) < 4 при сдвиге фаз на углы (л/2), (к/3), (п/6). После испытаний сформированные поверхности разрушения были подвергнуты исследованию на электронном микроскопе. Сдвиг фаз на 60 и 30° при соотношении деформаций 1,5 привел к сильному повреждению излома, и механизм формирования усталостных бороздок, характерный для указанного материала [c.330]

Из-за сильного повреждения излома в рез таь-тате контактного воздействия берегов трещин оценить ее рост в пределах первого миллиметра оказалось невозможно. [c.573]

Длительность роста трещины. Первоначальное распространение трещины на этапе ее несквозного роста не сопровождалось какими-либо значительными повреждениями поверхности излома. Это позволило проанализировать с достаточной полнотой не только качественно, но и количественно закономерности распространения трещины, чего в ранее выполнявшихся исследованиях изломов лонжеронов не удавалось сделать из-за повреждения изломов. [c.646]

Наиболее крупные из обнаруженных дополнительных трещин следует вскрыть, а через более мелкие приготовить металлографический шлиф. Разумеется, анализировать целесообразно те трещины, которые характерны для данного разрушения. Трещины, имеющиеся вблизи зоны долома, не могут характеризовать особенности начального разрушения. Трещину, даже не сильно развитую, легко вскрыть в случае малопластичного материала на пластичном материале при раскрытии трещины неизбежна сильная пластическая деформация, которая может быть причиной повреждения излома. Поэтому, если в детали из пластичного материала (многие алюминиевые, медные и другие сплавы) трещина расположена недалеко от анализируемого излома, то ее лучше не раскрывать. [c.176]

Принимает машину в ремонт представитель отдела технического контроля ремонтного предприятия (приемщик). Наружным осмотром он определяет комплектность машины, естественные или аварийные повреждения (изломы, пробоины, трещины и т.д.), со- [c.146]

Под влиянием переменных напряжений в наиболее напряженном месте детали либо там, где она имеет внутренние пороки, возникает трещина, которая постепенно разрастается, охватывая все большую часть поверхности будущего излома. Наступает такой момент, когда сечение детали в месте развития трещины оказывается настолько ослабленным, что больше не в состоянии сопротивляться действующим на деталь нагрузкам, и она разрушается. Таким образом, усталостью называют процесс постепенного накопления повреждений материала при действии повтор но-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению. [c.332]

Усталостное разрушение. Происходит при циклическом (повторном) нагружении в результате накопления необратимых повреждений. Излом макроскопически хрупкий, однако, у поверхности излома материал существенно наклепан. Различают усталость и малоцикловую усталость. [c.18]

Рассчитывается червячная передача на предупреждение излома зубьев и повреждения рабочих поверхностей зубьев червячного колеса. По данным прочностного расчета производится геометрический расчет, определяются конструктивные размеры элементов передачи. [c.315]

Таким образом, инфраструктура методического обеспечения неразрушающего контроля элементов ВС, а также и сами средства контроля позволяют вводить в эксплуатацию принцип безопасного повреждения конструкций по критерию появления и возникновения, например, усталостных трещин. Однако решение проблемы перехода к эксплуатации по безопасному повреждению не может быть связано только с совершенствованием инфраструктуры средств и методов контроля. Важнейшее значение при введении контроля имеет обоснованность его периодичности. Она может быть оценена с достаточной точностью на основе методов анализа закономерностей распространения усталостных трещин, как на основании испытания образцов, так и на основе изучения поверхностей разрушения (изломов) элементов конструкций, в которых уже был реализован частично или полностью процесс распространения усталостной трещины в эксплуатации. Перенесение данных о закономерностях роста трещины, выявленных в лабораторном опыте, на элементы конструкций связано с использованием критериев подобия или соответствия закономерностей роста трещины в образце и детали при различных условиях нагружения. [c.72]

Итак, испытания диска показали, что эксплуатационный ПЦН вызывает повреждение материала в ободе диска, эквивалентное формированию няти усталостных бороздок, выявляемых на изломе. Поэтому при воспроизведении числа полетов по данным измерений усталостных бороздок в эксплуатационных изломах дисков необходимо количество усталостных бороздок уменьшить в 5 раз для установления длительности роста трещины в полетах. [c.480]

При развитии трещины от реборды в направлении ступичной части диска процесс разрушения материала развивался по-другому. Разрушение материала в области многоцикловой усталости было реализовано только в пределах очага разрушения размером около 0,5 х 0,2 мм, который располагался на внутренней поверхности задней реборды на участке контактного повреждения от взаимодействия с втулкой проушины лопатки (рис. 9.16). Микрорельеф излома в очаге представлял собой сглаженные, пересекающиеся между собой фасетки внутризеренного разрушения материала. [c.482]

Вблизи очага разрушения усталостные бороздки были отчетливо видны. В ступичной части диска они определяли основной механизм накопления повреждений в материале при развитии усталостной трещины. Помимо того, в изломе диска наб./1Ю-дались участки с выраженным ямочным рельефом, количество которых возрастало в направлении развития трещины. В полотне диска основная морфология рельефа соответствовала зонам статиче- [c.489]

Изложенная информация о формировании рельефа излома свидетельствует о том, что большую часть циклических повреждений за ПЦН материал дисков получал при работе двигателей па длительно используемых режимах работы, когда диски нагружаются с высокой асимметрией. В этом случае определяющим для развития трещины был механизм квазихрупкого разрушения с формированием фасеточного рельефа излома. [c.500]

Исследованиями изломов разрушенных образцов показано, что зарождение усталостных трещин происходит от вершин хрупких трещин, которые были первоначально сформированы в материале при нанесении повреждения при электроискровом разряде (рис. 10.15). На этапе роста трещины в изломе были сформированы преимущественно усталостные бороздки. В результате измерений шага усталостных бороздок по длине установлено, что период роста усталостной трещины зависит от геометрии образца. В образцах сечением 14 X 8 мм и 20 X 14 мм период роста трещины составил 10000 и 30000 циклов соответственно (рис. 10.16). Геометрия диска в большей мере соответствует большему сечению образцов. Поэтому есть основания считать, что при существенно меньшем уровне эксплуатационного напряжения в диске период роста усталостной трещины по числу циклов нагружения будет более чем в (700/500) = 2 раза превышать период роста трещины в образцах с максимальной площадью сечения. Использована вторая степень зависимости числа циклов нагружения от уровня напряжения для кривой Веллера. [c.559]

Рис. 10.15. Рельеф излома (а) в зоне нанесенного повреждения в результате электроискрового разряда и ( ) на удалении от этой зоны на участке развития усталостной трещины в испытанном образце, который был вырезан из диска турбины с имевшимся на нем повреждением. Цифрами "1" и "2" обозначены соответственно поверхность диска и участки излома по первоначально образованным в диске трещинам при электроискровом разряде

Рис. 11.10. Общий вид (а) излома в зоне усталостного разрушения лопатки (стрелки указывают повреждение поверхности от фреттинга), доломанной в результате воздействия па нее первоначально разрушившейся лопатки, и (б) схема излома этой лопатки с (А) каскадом вторичных трещин

В связи с этим важно иметь представление о том, какие варианты формирования излома при развитии усталостных трещин в титановых лопатках имели место, каковы закономерности накопления повреждений в лопатках за полет ВС или цикл запуска и остановки двигателя в эксплуатации (ПЦН). Сведения об анализируемых лопатках представлены в табл. 11.4. [c.588]

Разрушение одной из лопаток VII ступени КВД произошло на расстоянии 32 мм от подошвы замка (№ 15, табл. 11.4). На входной кромке пера лопатки имело место механическое повреждение в виде забоины длиной около 1,5 мм и глубиной около 0,5 мм. В зоне забоины по выступу материала был выявлен ямочный рельеф, свидетельствующий о статическом надрыве материала в этой зоне (рис. 11.14). О ее образовании в момент нанесения забоины свидетельствует тот факт, что ямки имеют строго направленную ориентацию. Зона надрыва материала уходит под поверхность зоны последующего усталостного роста трещины, где на поверхности излома наблюдается множество регу- [c.591]

Поверхность пера. лопатки в зоне цапфы у очагов усталости была интенсивно забита, что делало невозможным определение для нее исходного состояния. Вдали от излома, как по перу, так и у цапфы имелось большое количество эрозионных и коррозионных повреждений поверхности. По поврежденной в результате эрозии поверхности антикоррозионного покрытия (анодирование и гидрофобизация) в ряде зон возникли коррозионные язвы с межзеренным развитием трещин вглубь металла. [c.601]

Рис. 11.23. Общий вид зон повреждений от электрического разряда, изломов и структуры материала лопаток, наработавших до разрушения (я) 178 ч и ( ) 448 ч после нанесения повреждения

Повреждение излома могло быть реализовано только в тот момент, когда его часть уже была сформирована. Полагая, что рассматриваемое повреждение было нанесено на излом по крайней мере в последнем ремонте при замене промежуточного редуктора, получаем, что в последнем ремонте трещина уже была. После последнего ремонта вертолет совершил 955 посадок. Следовательно, развитие трещины происходило более длительно, чем в течение 955 посадок. Более того, на начальном этапе роста трещины ее длительность является наибольшей. Поэтому уже на нескольких миллиметрах при среднем расстоянии между мезолиния-ми 8 мкм период роста трещины на глубине 4 мм составляет около 500 полетов. Если теперь учесть, что деформация излома возможна в том случае, когда трещина стала сквозной, то становится очевидным, что полученная оценка 2000 полетов вертолета с развивавшимся каскадом усталостных трещин является достоверной. Использованное расстояние между линиями действительно характеризует продвижение усталостной трещины за один полет вертолета. [c.721]

Наряду с коррозионно-ус-талостными повреждениями — изломами и трещинами — рельсы в условиях коррозии подвергаются более интенсивному износу. [c.72]

В. Ф. Щербинин проанализировал фазовый состав продуктов коррозии, образовавшихся при механическом повреждении защитной оксидной пленки в нейтральном 3 %-ном растворе Ыа01. Оказалось, что продукты коррозии состоят на 50 % из чистого гидрида титана. Таким образом, и на поверхности излома коррозионного растрескивания, по всей вероятности, находятся гидриды титана, придающие ей темный цвет. О появлении гидридов может свидетельствовать и характер развития трещины при статическом и циклическом нагружениях. Измерение электрохимического потенциала при коррозионном растрескивании сплава ВТ5-1 показало, что трещина распространяется скачками и по мере ее углубления и интенсификации процесса коррозионного растрескивания частота скачков потенциала увеличивается. О прерывистом характере развития трещин при коррозионном растрескивании свидетельствует и анализ акустического спектра образца при разрушении. Если в самой начальной стадии роста трещин сигналы акустической эмиссии не регистрируются, то по мере удлинения трещины появляется скачкообразно нарастающее количество сигналов акустических импульсов. [c.64]

Полное разрушение конструкции в результате аварии самолета ставит перед исследователями задачу последовательного отыскания первоначально отказавшей детали. Решение этой задачи является комплексным, и оно основано на привлечении различных методов и средств исследования, одним из которых является фрактография. Возникновегиш и последовательное развитие трещин в элементах конструкции ВС может не приводить к аварии, поскольку используемые неразрушающие методы и средства контроля в диагностике их состояния позволяют обнаруживать повреждения [5] до наступления предельного перехода к быстрому, неконтролируемому развитию разрушения. Выявленные трещины подвергаются изучению, в том числе и п тем изучения поверхности излома вскрытой трещины. [c.79]

Исследование первоначально отказавшей детали с целью установления причин появления в ней трещины, выявленной при техническом обслуживании ВС в условиях эксплуатации или при его ремонте, подразумевает проведение комплекса лабораторных исследований. Собственно фрактографическому анализу — изучению излома — предшествует анализ условий работы детали, ее нагруженности, повторяемости аналогичных разрушений и пр [6-13]. В задачу анализа излома элемента конструкции входит первоначальная оценка природы возникновения трещины, получение информации о процессе ее распространения и условиях перехода к окончательному разрушению. Указанные три этапа накопления повреждения в конструкции до ее окончательного разрушения могут оказаться невзаимосвязанными. Зарождение трещины может быть следствием высокой концентрации напряжений, вызванной наличием производственного дефекта материала (поры, раковины и пр.). При этом развитие трепцт-ны может быть обусловлено, например, высоким уровнем напряжения, не соответствующим заложенной конструктором в расчете величине напряжения. Наконец, окончательное разрушение может быть результатом кратковременной перегрузки [c.79]

Результаты анализа излома по всем этапам развития разрушения позволяют ответить лишь на некоторую часть вопросов о причине разрушения детали, даже если в ней выявлены дефекты материала или однозначно показано, что инициирование усталостной трещины обусловлено повреждениями поверхности, например, в результате фреттинг-процесса [14-16]. Сказанное может быть проиллюстрировано примером разрушений картеров поршневого двигателя АШ62-ИР, которые были результатом возникновения фреттинг-про-цесса во фланцевом стыке [17]. В процессе эксплуатации происходило падение момента затяжки, что способствовало микроперемещениям в стыке и последующему развитию фреттинг-процесса. Условия жесткости стыка в рассматриваемом соединении не были полностью учтены конструктором. Оказалось, что в переменном по толщине стыке усилия затяжки болтов также должны быть переменными. После введения в эксплуатацию дифференцированного момента затяжки по отверг стиям с учетом толщины стыка условия для возникновения фреттинг-процесса были устранены, и возникновения усталостных трещин в стыке более не наблюдалось. [c.80]

Возрастание асимметрии цикла нагружения от 0,1 до 0,33 сопровождалось незначительным уменьшением доли межзеренного разрушения с 22 до 20 %, и одновременно происходило снижение интенсивности формирования продуктов окисления в результате эффектов взаимодействия берегов трещины [13]. Переход к асимметрии цикла 0,5 сопровождался уменьшением доли межзеренного разрушения материала до 4 %, а при асимметрии цикла 0,7 межзеренное разрушение вообще исчезало. Одновременно с этим окисление излома прекращалось. Влияние асимметрии цикла на развитие усталостных трещин не выразилось в смене механизма разрушения. Однако процессы частичного межзеренного разрушения материала и окисления излома, сопровождающие основной, доминирующий механизм разрушения, ослабевали по мере возрастания асимметрии цикла. Этому явлению можно дать объяснение с з етом влияния окружающей среды на процесс повреждения материала в вершине трещины. С возрастанием асимметрии цикла происходит раскрытие трещины и воздушная среда обеспечивает хорошую вентиляцию пространства у вершины трещины. Благодаря этому происходит снижение температуры нагрева материала, возникающего в результате формирования зоны пластической деформации. Уменьшение температуры снижает интенсивность протекания процесса окисления материала, замедляется темп диссоциации влаги на компоненты, одним из которых является атомарный водород, способный ослаблять границы зерен, и суммарное влияние окружающей среды на частичное продвижение трещины по границам зерен оказывается незначительным. [c.289]

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]

Формирование строчечности и псевдоборозд-чатого рельефа излома указывает на реализацию процесса роста трещины в области МНЦУ. Поэтому отсутствие регулярных мезолиний на начальном этапе роста трещины следует относить к развитию трещины на значительную длину в каждом полете под действием вибрационных нагрузок на поврежденные лопатки. Поскольку повреждения могли быть нанесены на лопатки в любой момент времени после начала эксплуатации, то следует иметь в виду, что истинная продолжительность роста трещины могла быть существенно меньше 90 полетов. [c.521]

В зоне II последующего роста трещины (см. рис. 10.76 , в) доминируют только фасетки излома со ступеньками от процесса интенсивного внутри-зеренного скольжения и едва выраженными j ia T-ками ямочного рельефа. Причем глубина ямок очень мала. Дискретный переход ко второй стадии роста трещины связан с подавлением механизма формирования усталостных бороздок и доминированием внутри- и межзеренного скольжения. Это еще одно свидетельство быстрого по времени протекания процессов внутризеренного скольжения, которые не приводят к доминированию межзеренного повреждения материала. [c.545]

Длительность роста усталостной трещины в лопатках по числу полетов самолета и по числу циклов запуска и остановки двигателя определяют по регулярно формирующимся в их изломе усталостным макро- или мезолиниям в зависимости от того, каким образом блок нагрузок за полет повреждает материал [1-3]. Трещина в лопатке продвигается за короткий период времени из всего периода работы двигателя и останавливается, если вхождение в резонанс происходит 1 раз за полет. Длительная остановка трещины связана с формированием TynenbKii или уступа, что в зависимости от уровня повреждения выражено в формировании макро- или микроусталостной линии. Сама линия и площадка излома между двумя соседними линиями характеризуют накопление повреждений в лопатке за полет или цикл запуска и остановки двигателя (цикл ПЦН). [c.566]

Рис. 11.8. Внешний вид (а) разрушенной лопатки "НА" у бобышки со стороны вторичных трещин со следами коррозии (указаны стрелками), (б) основной очаг коррозионного повреждения и (в), (г) рельеф излома с мезолиниями усталостного разрушения около бобышки

Лопатки компрессоров низкого и высокого давления двигателей (КНД и КВД) изготавливают из сплавов ВТЗ-1, ВТ8 и ВТ9. Их повреждение в эксплуатации может происходить при различной наработке, поскольку большая часть случаев разрушения лопаток обусловлена попаданием посторонних предметов. Процесс роста трещины после нанесения на лопатки повреждений реализуется, как правило, в области многоцикловой усталости. Поэтому основными параметрами рельефа излома, по которым можно судить о длительности процесса роста трещины, являются усталостные макролинии. В зависимости от того, каким образом и сколько раз за полет лопатка подвергается кратковременному воздействию резонансных нагрузок, можно наблюдать различную геометрию усталостных линий, морфологию рельефа излома между линиями и последовательность формирования блоков усталостных линий на разных этапах подрастания трещины. Различия в морфологии рельефа излома имеют существенную неоднородность от лопатки к лопатке, поскольку сечение разрушения не имеет строгой упорядоченности относи- [c.588]

Рис. 11.16. Общий вид (а) разрушенной рабочей лопатки VIII ступени компрессора двигателя НК-8-2у в сравнении с одной из неразрушенных лопаток и (б) вид ее излома и зоны повреждения посторонним предметом

Рис. 11.17. Общий вид (а) разрушенной лопатки VIII ступени КВД двигателя НК-8-2у, (б) вид поврежденной кромки пера с зоной очага усталостного разрушения и (в) рельеф излома лопатки с макролиниями

Анализ излома лонжерона лопасти показал, что он имеет усталостный характер. Зона усталости расположена на нижней поверхности лонжерона и занимает около 40 % площади сечения разрушения (рис. 12.2). Очаг разрушения представляет собой повреждение наружной поверхности лонжерона глубиной от 0,05 до 0,6 мм. Очагом разрушения послужила одна из лунок от пескоструйной обработки поверхности лонжерона — сталь 40ХНМА. Рентгеноструктурный анализ материала в зоне зарождения трещины показал, что вместо создаваемых напряжений сжатия для компенсации растягивающих напряжений от внешней нагрузки в поверхностных слоях материала имели место остаточные напряжения растяжения величиной около 500 МПа. [c.631]

Максимальный участок излома, соответствующий начальному росту трещины с формированием псевдобороздчатого рельефа, П-участок длиной около 25 мм, отвечал повреждению материала на относительном радиусе лопасти R = 0,085, т. е. около основания лопасти. Во всех остальных сечениях развития трещин размер этого участка был меньше, но связи его размера с относительным радиусом лопасти не установлено. Это объясняется тем, что с расположением сечения развития усталостной трещины на возрастающем расстоянии от основания лопасти происходит возрастание переменных нагрузок при некотором снижении статической нагрузки от растяжения лонжерона при его вращении. Происходит одновременное возрастание амплитуды переменных нагрузок, но при этом происходит снижение асимметрии цикла. Оба указанных фактора влияют на размер П-участка противоположным образом возрастание амплитуды приводит к снижению его размера, а снижение растягивающей нагрузки — к возрастанию его размера. Результатом такого влияния и является неоднозначная связь размера П-участка с расположением вдоль лопасти сечения лонжерона, в котором происходило распространение усталостной трещины. [c.640]

На всех этапах роста трещины в рассматриваемом лонжероне в его изломе доминировали П-уча-сток и строчечность, являющиеся типичными параметрами рельефа для области низких скоростей роста усталостных трещин (менее 10 м/цикл). В непосредственной близости к границе излома у очага разрушения были выявлены усталостные мезолинии с шагом около 0,5 мкм. Формирование мезолиний отвечает закономерности повреждения материала при распространении усталостной трещины в лонжероне за цикл запуска и остановки двигателя или за цикл земля-воздух-земля (ЗВЗ), как это было показано выше. Продвижение трещины за один цикл ЗВЗ происходит между двумя соседними мезолиниями. В связи с этим наблюдаемое продвижение трещины за полет на 0,5 мкм указывает на очень низкую скорость роста трещины, отвечающую оценке в виде отнесения одного акта продвижения трещины за один оборот винта вертолета. При средней продолжительности [c.646]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...