Бороздки профиль

Устойчивое формирование усталостных бороздок по всему фронту трещины происходит после достижения шага около 45 нм (4,5-10 м или 0,045 мкм), что характерно для алюминиевых сплавов. В сталях могут быть обнаружены бороздки с шагом около 30 нм, в титановых сплавах устойчивое формирование бороздок имеет место после достижения их шага около 25 нм. Все указанные величины обнаружены с помощью методов высокоразрешающей просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Они соответствуют нижней границе размеров мезоскопического масштабного уровня применительно к размерам субструктурных элементов и характеризуют определенный процесс нарушения сплошности материала в цикле приложения нагрузки и с этой точки зрения характеризуются определенным профилем или геометрией усталостной бороздки. Поскольку формирование усталостных бороздок происходит под действием двух полуциклов нагружения-растяжения (восходящая ветвь нагрузки) и снижения нагрузки, то форма профиля усталостной бороздки в значительной степени зависит от того, какой процесс доминирует в каждом из полуциклов [123, 132-134]. [c.164]

Формирование систем скольжения с высокой плотностью дислокаций, сопровождающих формирование усталостных бороздок, было продемонстрировано методами просвечивающей электронной микроскопии [70, 82, 135]. Системы скольжения располагаются под углом 45° к поверхности излома. Профиль и ширина блоков полос скольжения, которые наблюдали на поверхности образца, подобны профилю и шагу усталостных бороздок [82]. Этот факт был положен в основу многих разработанных моделей формирования усталостных бороздок [70, 82, 133, 134, 136-142]. Рассмотрены были оба полуцикла нагружения материала, в которых реализуются два разных процесса (1) пластическое затупление вершины трещины, и (2) разрушение материала. Оба процесса соответствуют восходящей ветви нагрузки и приводят к формированию каждой усталостной бороздки в каждом цикле приложения нагрузки. В полуцикле разгрузки происходит подготовка материала перед вершиной трещины к последующей реализации указанных выше двух процессов деформации и разрушения. [c.164]

Используя вышеприведенные обоснования того, что некоторые профили усталостных бороздок характерны для финальной части стабильного роста трещины, а также другие признаки процессов деформации разрушения материала с разной интенсивностью, можно провести предварительную селекцию профилей бороздок (механизмов разрушения материала) и отнести к начальной или конечной фазе развития трещины на II стадии. Это вполне обосновано в том случае, когда точного профиля бороздки нет, а есть только морщинистая поверхность [135, 142], отвечающая процессу затупления вершины трещины. Вместе с тем, хотя пластическое затупление типично для нагружения материала при положительной асимметрии цикла, оно не наблюдается в слз ае циклов с высокой отрицательной асимметрией, когда минимальное напряжение цикла отрицательно по знаку и является сжимающим [140]. Переход от пульсирующего цикла нагружения к асимметричному циклу со сжимающим напряжением не меняет треугольной формы профиля бороздки с гладкой поверхностью, но сама величина шага возрастает при указанном переходе. Причем наиболее значительное возрастание имеет именно та часть профиля бороздки, которая обращена к предыдущей бороздке, сформированной при пульсирующем цикле нагружения. Такая ситуация при формировании усталостных бороздок может быть объяснена только в том случае, если принять во внимание возможность формирования части профиля усталостных бороздок на нисходящей ветви нагрузки (в полу-цикле разгрузки материала). [c.165]

Асимметричный треугольный профиль усталостной бороздки с вторичными более мелкими бороздками выявляют в исследованиях методом реплик на просвечивающем электронном микроскопе [100]. Однако для объяснения такого профиля бороздок не были использованы известные модели и механизмы деформирования и разрушения материала. Вместе с тем, именно такой профиль усталостной бороздки может быть описан в рамках мо- [c.165]

В момент перехода к статическому проскальзыванию трещины имеет место формирование 71)лько зоны вытягивания, которая завершается каскадом вытянутых ямок. Треугольный профиль как часть усталостной бороздки в изломе отсутствует. Предыдущая усталостная бороздка является еще по-прежнему со- [c.176]

Представленные примеры иллюстрируют достоверность описания закономерности событий в вершине усталостной трещины за счет ротаций объемов материала в полуцикле разгрузки. Это приводит к созданию разнообразных профилей усталостных бороздок на разных этапах роста трещины и эффекта пластического затупления вершины трещины при нерегулярном нагружении, что приводит к созданию более сложной конфигурации профиля бороздки. [c.178]

При считывании с растрового электронного микроскопа (РЭМ) в ЭВМ строки изображения перпендикулярно гребенчатой структуре излома фиксируется профиль сигнала, имеющего соответствующую периодичность. Предположим, шаг усталостных бороздок однороден в пределах рассматриваемой фасетки излома, его величина меняется пренебрежимо мало и сигнал от рассматриваемой периодической структуры близок к синусоидальному. В этом случае преобразование Фурье от строки изображения с таким сигналом будет умещаться в строку изображения. Если, например, в пределах рассматриваемой фасетки излома получены 20 полных периодов структуры излома, то в спектре Фурье будет присутствовать только двадцатая компонента (гармоника). Таким образом, по преобладающим гармоникам в спектре Фурье можно сделать вывод о преобладающем размере периодических структур на исследуемом участке. Если на изучаемой фасетке излома имеют место две периодические структуры в виде усталостных бороздок с двумя разными величинами, то в спектре Фурье с такой фасетки будут выявлены два пика. Причем важно подчеркнуть, что совершенно не важно, как расположены бороздки одного и того же шага в пределах фасетки излома и как они чередуются сначала могут идти структуры одного размера, потом другого. Шаг бороздок или период регулярной структуры может распределяться в произвольных комбинациях. Таким образом, Фурье-анализ позволяет проводить интегральное метрологическое исследование периодических структур без измерения каждого отдельного шага усталостных бороздок. В такой ситуации в первую очередь исключается субъективное влияние измерителя на получение конечного размера параметра рельефа поверхности, которым в коли- [c.207]

Несомненно, наблюдается возрастание шероховатости рельефа излома в области формирования усталостных бороздок с шагом более 1 мкм. Оно происходит именно из-за эффекта пластического затупления вершины трещины. Пластическое затупление не может быть компенсировано на нисходящей ветви нагрузки, и последовательно формирующиеся усталостные бороздки все более удаляются от (условно) первоначально расположенной горизонтальной плоскости. Затупление имеет свои офаничения по высоте профиля в связи с вязкостью разрушения материала, и поэтому долго по длине трещины этот процесс не может быть реализован. Именно этим и объясняется ограничение максимально возможной величины шага усталостных бороздок, которая может быть сформирована в материале на стадии стабильного роста трещины. После затупления трещины материал в локальной зоне упрочняется, и это позволяет осуществить ротационный эффект формирования профиля бороздки на нисходящей ветви. Критическое затупление переходит к страгиванию трещины по механизму статического проскальзывания, и формирование профиля усталостной бороздки оказывается уже невозможным. [c.219]

Вместе с тем выполненные в последуюшем измерения высоты и шага усталостных бороздок в туннельном микроскопе показали, что соотношение между высотой и шагом (шириной) усталостной бороздки не зависит от асимметрии цикла нагружения [24]. Из этого следует, что формирование усталостных бороздок отвечает единому механизму разрушения материала в определенном диапазоне интенсивности напряженного состояния материала независимо от способа реализованного внешнего циклического воздействия. Несоответствие результатов исследований двух указанных работ [23] и [24] должно быть отнесено за счет методических особенностей приготовления шлифов для определения профиля усталостных бороздок в работе [23]. [c.295]

Исследования при качении шарика по плоским стальным поверхностям с различными шероховатостью и направлениями качения относительно трасс неровностей (поверхностных бороздок) показали, что интенсивность износа увеличивается с возрастанием высоты неровностей профиля (Rz) до некоторого предела, а затем, при дальнейшем увеличении высоты неровностей, стабилизируется. Износ грубых поверхностей значительно выше при качении перпендикулярно бороздкам, чем при качении параллельно им при весьма чистых поверхностях это различие исчезает. [c.17]

Различают пластичные и хрупкие усталостные бороздки. Первые представляют чередование гребней и впадин, образующих пилообразный профиль излома. Хрупкие усталостные бороздки большей частью обнаруживают на фоне фасеток хрупкого транскристаллитного скола. При этом линии речного узора ориентированы практически перпендикулярно бороздкам (рис. 2.40, а). Трещина растет вдоль кристаллографической плоскости типа 100 . Такой тип усталостных бороздок выявлен в кремнистом железе [28]. Особенности развития пластической деформации и условий нагружения вызывают значительную вариацию профилей бороздок. [c.63]

Изменяется только величина гладкой зоны, которая возрастает с переходом к отрицательной асимметрии цикла нагружения. Переход от отрицательной асимметрии цикла к пульсирующему циклу характеризуется изменением профиля усталостной бороздки. Она приобретает форму треугольника с меньшей стороной, обращенной к борозде предыдущего цикла нагружения с отрицательной асимметрией. Более того, указанная форма усталостной бороздки свидетельствует о том, что рост трещины в сторону магистрального направления начинается не в вершине, а на некотором расстоянии (равном шагу усталостной бороздки) навстречу трещине. [c.205]

Стандартизуется глубина, ширина и профиль бороздки, размеры диска пластинки, число бороздок на 1 мм радиуса пластинки и размеры кончика иглы, идущей по бороздке. Кроме стандартизации этих чисто геометрических характеристик, устанавливается также определенная зависимость между амплитудой отклонения бороздки от среднего положения и частотой при подаче на рекордер синусоидального сигнала с постоянной амплитудой напряжения. Эта зависимость, называемая частотной характеристикой записи, должна обеспечивать при проигрывании сигнала, записанного при постоянной амплитуде напряжения на рекордере, такую же постоянную амплитуду напряжения — на выходе адаптера. [c.237]

Бороздки появляются, когда матовые полосы проходят под углом около 45° к оси образца, пологие же откосы образуются, когда матовые полосы перпендикулярны направлению растяжения. Там, где направление скольжения проходит параллельно поверхности образцов, получаются неглубокие бороздки. Подобные же линии скольжения получаются при сжатии стальных образцов. В последнем случае, однако, линии скольжения имеют профиль не в виде [c.313]

Профиль бороздки начинает формироваться перед вершиной трещины, когда материал находится в сжатом состоянии [104, 133, 82]. Это предполо-жецие соответствует наблюдаемым на поверхности образца системам полос скольжения [132, 70, 82], которые были сформированы в предыдущем цикле и оказали свое влияние на зарождение процесса формирования профиля бороздок в последующем цикле нагружения. [c.165]

Рис. 3.27. Последовательность процессов у вершины усталостной трещины, связанная с ротациями объемов материала в момент формирования профиля усталостных бороздок а — зона пластической деформации в вершине фронта трещины с дислокационной трещиной перед вершиной мезотуннеля б схема нагружения образца в течение цикла в — последовательность формирования профиля усталостной бороздки в вершине мезотуннеля при квазиупругом разрушении г — формирование профиля усталостной бороздки при упругопластическом разрушении

Переход к возрастающему максимальному уровню напряжения сопровождается последовательным формированием зоны вытягивания в виде шероховатой зоны, дополняющей профиль усталостной бороздки. В результате этого новый профиль усталостной бороздки представляет собой совокупность профиля, который подобен бороздке при ретулярном нагружении, и участка пластически деформированного материала, который появляется только в том случае, когда уровень предыдущей нагрузки превышен в последующем цикле нагрузки. Новая, более сложная в профиле усталостная бороздка сохраняет свой вид вплоть до зоны долома, а шаг ее возрастает за счет возраста- [c.174]

Сопоставим эту ситуацию с ситуацией у границы перехода от регулярного к нерегулярному нагружению. Начало нерегулярного нагружения сопровождается формированием первоначально зоны вытягивания (пластическое затупление вершины трещины в мезотуннелях), и только затем имеет место формирование треугольного профиля усталостной бороздки. Пластическое затупление в вершине трещины может быть реализовано до прекращения действия монотонно возрастающей нагрузки цикла. Пластическое затупление снимает (снижает) концентрацию напряжений в вершине трещины (в вершине мезотуннеля). Поэтому завершить течение материала формированием треугольного профиля усталостной бороздки невозможно, пока не прекратится процесс пластического притупления вершины трещины и не будет достигнута (локально) вязкость разрушения материала. Но в этот момент, как это следует из ситуации непосредственно при переходе к статическому проскальзыванию трещины, происходит срыв процесса деформации и переход к процессу разрушения с формированием ориентированных ямок. Из этого следует, что, во-первых, треугольный профиль усталостной бороздки формируется на нисходящей ветви нагрузки. Второе, в режиме регулярного нагружения раскрытие вершины трещины происходит квазиупруго, поскольку процесс пластического затупления вершины трещины в виде зоны вытяжки отсутствует. [c.177]

Итак, развитие усталостных трещин в процессе эксплуатации элементов конструкций и деталей системы управления ВС является длительным. Это позволяет эффективно проводить их контроль и осуществлять эксплуатацию по принципу безопасного повреждения при обеспечении надежности функционирования систем даже при однократном пропуске трещины, поскольку число полетов с развивающейся трещиной составляет от одной до нескольких тысяч. При определении повреждающего цикла следует исходить из того, что основную роль в развитии трещины играет блок нагрузок от вибраций, которые накладываются на статическую нагрузку, возникающую в момент функционирования системы в полете. В зависимости от вида элемента конструкции вибрации вызывают продвижение трещины или могут не оказывать влияние на ее продвижение. В первом случае имеет место формирование мезоусталостных линий с площадками излома между ними, а во втором случае каждый акт функционирования элемента конструкции в полете связан с формированием каждой усталостной бороздки. В зависимости от условий работы разное число усталостных бороздок может характеризовать один полет ВС. Однако и в этом случае может быть проведена оценка числа бороздок за полет, поскольку начало функционирования и повторение этих действий в полете имеют некоторые различия, что отражается в различии профиля усталостных линий и бороздок, а также в различиях закономерности изменения шага бороздок по направлению роста трещины. Все это несколько усложняет интерпретацию [c.753]

Изложенна5 модель формирования усталостных бороздок объясняет результаты регистрации сигналов АЭ в полу-цикле нагружения и разгрузки образца, связывает их с процессом упругого и упругопластического разрушения. Она позволяет объяснить увеличение скорости роста усталостной трещины при возрастании отрицательной составляющей цикла по модулю, а также изменение профиля бороздок на переходных режимах нагружения. Недостатком модели является невозможность учета затупления трещины в ее вершине, которое может происходить при возрастании уровня нагрузок в переходных режимах. Анализ моделей затупления трещины в полуцикле нагружения образца [228 и др.] свидетельствует о том, что они предложены на основании исследований усталостных бороздок, шаг которых превышает несколько микрометров. Лейерд [264] изучал усталостные бороздки на световом микроскопе и относил свою модель к бороздкам, шаг которых составил более 10 мкм. Механизм А. Я. Красовского и В. А. Степаненко [265] убедителен для выявленных ими усталостных бороздок вплоть до 70 мкм, однако из приведенной схемы профилей бороздок видно, что для шага менее 5 мкм пластическое затупление вершины трещины не является определяющим в их формировании [265]. О схеме Линча [266] можно сказать, что она относится к чистому алюминию (99,99%) и высокочистому сплаву А1—6,2 Zn—2,9 Mg, в которых выявлены усталостные бороздки величиной 20 мкм и более. [c.208]

РИФЛИ, острые бороздки на поверхности мелющих валков. Рифление, или н а-резка валков, производится в мельничных вачьцовыхстанках,служащих для дранья, передира и вымольных систем (см. Вальцерез-ный станок, Вальцовый станок и Помолы). При диференциальных скоростях парно работающих валков Р. действуют на зерно, дранье и передир как ножи б. или м. острые, производя разное действие на продукт в зависимости как от диаметра валков и отношения их скоростей (диференциал), так и от окружной скорости быстрого валка, профиля Р. и уклона его по длине валка. Если бы оба ва-. лка вращались с одинаковыми скоростями, происходило бы раздавливание зерна, тем большее, чем больше диаметры валков. Но при процессе дранья преследуется цель разрезания зерна и выскабливания из него крупы. Такое действие достигается применением различных скоростей у пары работающих валков. Чем больше диференциал, тем больше число Р. быстрого валка в цределах мелющей зоны пробегает по соответствующему числу Р. медленного валка, увеличивая количество воздействий на проходящий через рабочую щель продукт. При острых Р. и при положении а (фиг. 1), когда зерно или части его попадают между остриями Р. валков, указанное мно- [c.367]

С другой стороны, разрабатывается аппаратура для резки кислородом сверхвысо-. кого давления. При соответствующем профиле сопла можно получить высокие скорости кислородной струи и увеличение ее удельной энергии. При резке образуются параллельные кромки с неглубокими бороздками и небольшим отставанием их образования. Тонкой струей можно вырезать детали сложной формы с острыми углами, прорезать узкие шлицы и т. д. При резке тонкой кислородной струей при давлении кислорода 10 МПа скорость резки повышается на 20-30% и улучшается качество поверхности реза. [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...