Период распространения усталостных трещин

Период распространения усталостных трещин [c.51]

Эффект закрытия усталостной трещины, который проявляется на 1-й и 2 -й стадиях периода распространения усталостных трещин, может оказывать заметное влияние на кинетику распространения трещин и поэтому в ряде случаев ег о нужно учитывать. [c.55]

Период распространения усталостной трещины Np также будет убывать по мере нарастания глубины надреза до нуля при Темп сни- [c.57]

На основе полученных оценок скоростей роста трещины на границах рассматриваемого интервала длин имеем период распространения усталостной трещины в интервале 1 -6,1 мм в глубину диска [c.563]

Таким образом, если исходить только из периода распространения усталостной трещины на интервале длины 1-6,1 мм, то более 8000 циклов запуска и остановки двигателя будет реализовано в эксплуатации в процессе распространения усталостной трещины до достижения диском предельного состояния с развившейся в нем до критических размеров трещиной. Продолжительность одного полета самолета или цикла запуска и оста- [c.563]

В области малоцикловой усталости период распространения усталостной трещины составляет почти половину общей долговечности детали при действии эксплуатационного нагружения. Поэтому представленная оценка числа циклов нагружения диска или дефлектора турбины двигателя 8000 циклов запуска и остановки двигателя после нане- [c.564]

Рассмотренный комплекс исследований и расчеты периода распространения усталостной трещины в диске и дефлекторе турбины двигателя НК-8-2у на основании синергетического анализа последовательности процессов разрушения материала и единой кинетической кривой свидетельствуют о том, что в существующий межремонтный период эксплуатации двигателя стартующая от повреждений трещина не достигнет своего предельного размера при минимальной величине вязкости разрушения, которая при температуре 400 С составила 219 кг/мм . Следовательно, полученные сведения о периоде роста трещины в циклах и по числу усталостных бороздок нужно относить к долговечности и периоду роста трещин в дисках в полетах. Итак, при наличии пропущенного в ремонте повреждения поверхности диска его работа в составе двигателя будет реализована по критерию безопасного повреждения в межремонтный период эксплуатации, который не превышает 4000 полетов. Более того, поскольку период зарождения трещины от дефекта составляет несколько сотен тысяч циклов, безопасная эксплуатация диска обеспечивается даже при повторном пропуске дефекта диска в следующем ремонте. [c.564]

Следовательно, общее число регулярно сформированных усталостных линий составило не менее 30 в период распространения усталостной трещины. [c.600]

По условиям работы ЗК главного редуктора наработка рассмотренных колес на момент их разрушения составила 2,25 10 и 3,1 10 циклов соответственно для более короткого и продолжительного периода роста трещины. Средняя продолжительность полета вертолета Ми-8 составляет 0,38 ч. Следовательно, период распространения усталостных трещин составил 45,6 и 53,5 ч для ЗК с наработкой в эксплуатации 4496 и 6242 ч соответственно. При прочих равных условиях, которые соответствуют неизменным условиям нагружения ЗК от одного редуктора к другому, увеличение размера концентратора снижает одновременно период зарождения и роста трещины. Это сопровождается возрастанием относительной живучести (см. главу 1). Представленная оценка периода роста трещины не противоречит этой закономерности. [c.687]

Проведенный анализ показал, что применительно к случаям 1, 3, 6 (см. табл. 14.1) период распространения усталостной трещины составляет всего несколько тысяч циклов — в изломе были выявлены усталостные бороздки. В случае 1 развитие усталостной трещины в штифте, изготовленном из стали ЗОХГСА, происходило равномерно вплоть до зоны долома (рис. 14.8). На отдельных участках излома было выявлено растрескивание материала. На длине развития трещины около 2,3 мм длительность (число усталостных бороздок) роста трещины составила около 2600. Указанное число циклов нагружения с отмеченным растрескиванием материала, которое сопровождало рост трещины, свидетельствует о малоцикловом усталостном разрушении материала. [c.742]

Проведенными расчетами по соотношению (14.9) показана закономерность подобного возрастания долговечности и периода распространения усталостной трещины от уровня предварительной опрессовки (рис. 14.29). Возрастание давления [c.770]

Цель настоящей работы — представить модель, способную охарактеризовать процесс повреждения металлов в период распространения усталостной трещины. [c.278]

Следующий период - распространение усталостных трещин - состоит из трех стадий медленного (припорогового), стабильного и ускоренного роста трещин. [c.22]

Оставшийся период распространения усталостной трещины в интервале значений I, меньших размера пластической зоны в надрезе и достигших размера величины зерна, определить чрезвычайно труд-но и пока в литературе нет никаких предложений, каким образом это можно сделать. [c.198]

Таким образом, в случае, когда вся кривая усталости расположена в малоцикловой области, по-видимому, процесс усталостного разрушения в основном связан с зарождением усталостной трещины, так как период распространения усталостных трещин в высокопрочных и охрупченных металлических материалах чрезвычайно короток. Кроме того, из приведенных данных следует вывод о том, что существует минимальное критическое число циклов на уровне предела выносливости, необходимое для разрушения. И это минимальное критическое число циклов, которое можно обозначить как (см. рис. 1.13), находится в диапазоне 2 циклов нагружения и связано в основном с зарождением трещины. [c.17]

Период распространения усталостных трещин, расположенный между кривой усталости (см. линия АБВ на рис. 2.10) и ли- [c.53]

Рис. 1.15. Диаграммы (а) циклического разрушения материалов и (б) относительной их живучести но стадиям I — необратимой повреждаемости II — зарождения трещины III — роста трещины IV — полной долговечности, связанной с разрушением материала V — пов-торно-статическим разрушением [27] (в) зависимость относительного периода зарождения усталостной трещины iV, / Nf от размаха напряжений, Аа, в образцах из алюминиевого снлава 2024-ТЗ для длины распространения трещины 0-15 мм при различных радиусах р в вершине концентратора глубиной h [26] (г) рассеяние экспериментальных данных по зависимости длины усталостной трещины от числа циклов нагружения стальных образцов (С — 0,21 r — 0,21 Мп — 0,47 Си — 0,21 Сг — 0,09 %) при двух уровнях напряжения [97]

Расчеты периода роста трещины по полиномам (6.41), (6.42) и единой кинетической кривой в пределах стадии формирования усталостных бороздок дают погрешность вычислений в пределах 15 % (рис. 6.29). Однако использование полученных поправок не ограничивается второй стадией стабильного роста трещины. Все процессы распространения усталостных трещин по стадиям взаимосвязаны. Поэтому поправки мог гг быть использованы также и для первой стадии роста длинных трещин, когда усталостные бороздки не формируются в изломе. Расчеты для ограниченной партии образцов, когда длина трещины для начального этапа роста трещины составляет не менее 2 мм, показали, что погрешность увеличивается [c.329]

Реализованный процесс распространения усталостной трещины в диске компрессора может соответствовать произвольному состоянию материала. Но при этом по результатам выполняемых оценок должны быть даны рекомендации по введению периодичности осмотров дисков на всем парке эксплуатируемой техники. С учетом регулярности нагружения диска от полета к полету двигателя на первом этапе изучения первого случая разрушения диска можно дать нижнюю границу наименее продолжительного периода роста трещины. Она соответствует наихудшему случаю состояния материала, когда он проявляет чувствительность к любой форме цикла нагружения, в результате чего в изломе диска доминирует фасеточный рельеф излома. [c.470]

Место расположения очага разрушения и развитие усталостной трещины в лонжероне были подобны нескольким случаям, которые были исследованы ранее и рассмотрены выше. Это еще раз подчеркивало существование подобия закономерностей распространения усталостных трещин в лонжеронах лопастей по различным сечениям лопасти, на что было указано в ранее проведенных исследованиях. Подобие закономерностей распространения усталостных трещин в лонжеронах лопастей свидетельствует о подобии их нагружения в эксплуатации, а следовательно, позволяет проводить сопоставимые количественные оценки параметров усталостного разрушения. Применительно к задаче об оценке эффективности работы датчика-сигнализатора речь идет об оценке периода роста трещины. [c.646]

В лонжероне лопасти № 2 имел место производственный дефект в виде среза материала, образовавшего канавку глубиной до 0,8 мм и протяженностью около 4 мм (рис. 12.20). Трещина была расположена в районе 4-го отсека на относительном радиусе 0,3, и площадь распространения трещины составила около 8 % от всего сечения лонжерона. Распространение усталостной трещины произошло на длину 0K0.U0 14 мм от производственного дефекта. Практически весь период распространения трещины на момент ее обнаружения был несквозным и соответствовал формированию поверх- [c.661]

Оценка периода роста усталостной трещины с учетом предполагаемого нагружения гидроцилиндров свидетельствует о том, что даже на этапе роста трещины при формировании усталостных бороздок на длине более 1 мм от очага разрушения количество полетов (четыре нагружения в цик.яе ЗВЗ формируют четыре усталостные бороздки) составляет для рассматриваемых гидроцилиндров соответственно 7500 и 8000. Это более чем в 5 раз превышает количество полетных циклов нагружения, которые гидроцилиндры испытали в процессе эксплуатации из условия их нормального функционирования. Применительно к гидроцилиндру № 4 указанное расхождение превышает 20 раз. Помимо того, следует иметь в виду, что длительность распространения трещины на начальном этапе до формирования усталостных бороздок не оценивалась. Не было проведено оценки наличия инкубационного периода до зарождения усталостной трещины, а также факта зарождения трещины сначала от одного отверстия к другому. С учетом этого становится очевидным, что предполагаемая частота нагружения гидроцилиндров ниже реально реализуемой и может отличаться от нее на один-два порядка. [c.757]

Закаленная сталь изнашивалась в условиях трения со смазкой при упругом контакте по схеме кольцевой цилиндр — плоскость. Зависимость макронапряжений от пути трения приведена на рис. 9. Величина макронапряжений колеблется вокруг определенного уровня, который определяется, как и твердость, внешними условиями, в частности нагрузкой. При меньших нагрузках остаточные напряжения и твердость меньше. Спад макронапряжений авторы объясняют разрушением материала. Зависимость объемного износа от пути трения (рис. 10) имеет две точки перегиба. Участок ОА — интенсивный износ в результате соударения высоких неровностей с контртелом и их отделения АВ — период приработки, во время которого происходит упрочнение и увеличение фактической плош ади контакта. Усталостный износ начинается в точке В. Влияние нагрузки на путь трения до начала усталостного износа представлено на рис. И. Если перейти от большей нагрузки к меньшей, то до наступления усталостного износа требуется инкубационный период. При переходе от меньшей нагрузки к большей этого периода нет. Поскольку такое поведение износа аналогично характеру распространения усталостной трещины при изменении напряжения, авторы считают, что износ происходит в результате усталостного разрушения поверхностного слоя. [c.29]

Температура. Температура испытаний по-разному влияет на закономерности стабильного развития усталостных трещин в конструкционных сплавах на всех трех участках диаграммы роста усталостных трещин и на условия перехода от усталостного к хрупкому разрушению в различных температурных диапазонах. Стабильное развитие усталостных трещин характеризуется длительностью периодов развития, скоростью распространения усталостных трещин, величиной порогового коэффициента интенсивности напряжений Kth и т. п., а условия перехода от усталостного к хрупкому разрушению характеризуются температурой хрупкости площадью стабильного развития усталостных трещин на поверхности излома разрушенных образцов критической скоростью стабильного развития усталостных тре- [c.146]

Субмикроскопические трещины усталости зарождаются на ранней стадии развития полос скольжения. Влияние этих трещин на характеристики прочности материала ничтожно. Суммарный период развития усталостных трещин составляет 90-97% от общей долговечности, Последнее является прямым следствием низкой скорости роста трещин на начальной стадии. Для случаев, допускающих эксплуатацию деталей с имеющимися дефектами, наиболее значима вторая стадия распространения трещины. [c.243]

Качественно новый этап процесса повреждения — распространение усталостной трещины. На этом этапе материал в основном повреждается в окрестности вершины трещины. Для характеристики повреждения, наблюдающегося в обоих периодах, принципиально могут быть использованы энергетические и деформационные критерии с той лишь разницей, что в период распространения усталостной трещины необходимо принимать во внимание локальный характер процесса. Однако в последнем случае невозможно непосредственно проследить нагружаемость данного образца или конструкционного элемента, несмотря на то что величина повреждения в вершине усталостной трещины принципиально вычисляема. [c.278]

Период распространения усталостной трещины включает четыре стадии. На рис. 5.28 схематически представлены стадии распространения усталостных треш ин. Выделяют стадии кристаллографического роста I, стабильного роста II, нестабильного роста III и статического долома (окончательного разруп1ения) IV (не показана). [c.245]

Период распространения усталостных трещин (область необратимой ловрежпаемостя) [c.45]

Период распространения усталостЕШх трещин, расположенгшй между кривой усталости (линия АБВ на рис. 7) и линией необратимой повреждаемости (линия КБ), обычно описывается кинетическими диаграммами усталостного разрушения (КДУР). Зависимость между скоростью роста усталостной трещины lgu и размахом коэффициента интенсивности напряжений lgДK (или 1 К ах). В этом периоде усталостного нагружения выделяют три основные стадии (рис. 8) [c.20]

Из сопроводительной документации следовало, что вертолетом Ми-8МТВ-1 в предыдущий день перед разрушением лопасти в полете было осуществлено 18 полетов со средней продолжительностью 20 мин. Это означает, что число полетов по результатам измерения шага усталостных бороздок составляет 7-10. Очевидна близость длителт.-ыости и кинетики роста сквозной усталостной трещины по результатам макроскопической оценки числа сформированных блоков усталостных линий и по результатам измерений шага усталостных бороздок. Следует подчеркнуть, что эти оценки занижены по отношению к полному периоду распространения сквозной трещины в пределах одного-двух полетов. При формировании блоков усталостных линий происходило частичное торможение трещины, что выражается в снижении шага усталостных бороздок. Поскольку при переходе от несквозной трещины к сквозной величина измеренного шага мала, снижение скорости роста трещины при формировании усталостных линий на этой стадии роста могло быть таким, что некоторый период времени трещина вообще не распространялась после возникавшей перегрузки. Поэтому оцененное число циклов не охватывает всей полноты информации и закономерности продвижения и частичной остановки трещины после кратковременных перегрузок. [c.661]

Выше были рассмотрены зубчатые колеса редуктора вертолета Ми-6, для которых относительный период роста трещин составил 4-7 %. Такая большая доля периода роста трещины определялась конструктивным недостатком, который был выражен в первоначальном разрушении края зуба шлиц, а далее зарождением и распространением усталостной трещины уже в ЗК. Даже с дефектами материала, но при низкой нагруженности ЗК отно- [c.696]

Изучение последовательности формирования макролиний показало, что на первоначальном участке развитие трещины происходило в течение около 27 полетов, на вторичном участке число полетов не превысило 5. Таким образом, суммарно распространение усталостной трещины от первоначально разрушенного шлица происходило в течение около 33 полетов. Малое число макролиний и значительное расстояние между ними подтверждают вторичный характер распространения усталостной трещины уже на высоком уровне нагружения рессоры, когда в ней произошло частичное усталостное выкрашивание шлиц. После этого условия нагружения вала в сечении распространения усталостной трещины не соответствуют расчетному режиму. В связи с этим полученная оценка длительности роста трещины не соответствует общей наработке вала рессоры в эксплуатации, и ее нельзя использовать для определения относительной доли периода роста трещины в общей наработке детали. Напряженность рессоры такова, что в пределах существующего ресурса в ней не зарождается усталостная трещина от рабочих нагрузок, если предварительно в ней не возникли первоначальные разрушения шлиц. [c.706]

Рассмотренные особенности распространения усталостных трещин в э.лементах конструкции систем управления, нагружаемых изгибом, растяжением, скручиванием и совместно по различным направлениям, свидетельствуют о длительном периоде их работы с трещиной. Это позволяет эффективно контролировать их с разумной периодичностью в эксплуатации и осуществлять ее на основе принципа безопасного усталостного повреждения. При определении повреждающего цикла нагружения следует исходить из того, что основную роль в развитии усталостной трещины играет цикл ЗВЗ. Однако в ряде элементов конструкции в системе управления ВС дополнительное повреждение вносит вибронагружение, которое ускоряет процесс развития трещины за цикл ЗВЗ. Наблюдение в изломе усталостных бороздок для рассматриваемых элементов конструкции свидетельствует о незначительной роли вибрационных нагрузок в развитии трещины. [c.749]

Сигналы АЭ в полной мере отражают последовательность процессов зарождения и распространения усталостной трещины. Первый перегиб на акустограмме связан с началом магистрального развития усталостной трещины, что хорошо согласуется с результатами фрактографического анализа. Несколько опережающий подъем уровня сигналов АЭ объясняется возникновением множества очагов около распространенного на поверхности дефекта материала. Только некоторые из них получили дальнейшее развитие. Следует указать на некоторое изменение в характере накопления сигналов АЭ уже в процессе распространения трещины, что отражается временным снижением возрастания шага усталостных бороздок. Эта ситуация отражает особенности проведения испытаний --в указанный временной период имело место снижение уровня внутреннего давления, которое в последующем было восстановлено. Это было связано с течью в патрубке, который был после временной остановки испытаний заменен, и далее поддерживался постоянный уровень внутреннего давления вплоть до течи самого гидроцилиндра. Это отражается в закономерном увеличении шага усталостных бороздок в направлении роста трещины, а также в закономерном возрастании сигналов АЭ. [c.759]

Исследование закономерностей усталостного разрушения металлов показало, что длительность периода развития усталостных трещин может составлять основную часть общей долговечности образца. Известно, что отношение числа циклов, необходимых для зарождения трещины, к числу циклов распространения трещины до разрушения образца зависит от механических свойств материала и уровня амплитуды напряжения. С повышением амплитуды напряжения это соотношение понижается и в малоцикловой области числом циклов, необходимым для зарождения трещины, можно пренебречь, Прямые наблюдения развития микротрещииы при циклическом нагружении металлов позволяют высказать гипотезу о возникновении трещин критической длины в конце стадии зарождения, которой соответствует число циклов на экспериментально определенной линии повреждаемости (линия Френча). Трещины критической длины возникают также при нагружении исследуемых металлов с амплитудой напряжения, равной пределу усталости. При определенных условиях они являются нераспространяющимися трещинами и определяют предел усталости металлов с точки зрения механики разрушения. [c.14]

Процесс разрушения при усталости металлических деталей состоит из зарождения и распространения усталостных трещин. Период зарождения усталостных трещин состоит, в свою очередь, из циклических микро-и макротекучести и упрочнения. [c.22]

На рис. 6.28 представлена зависимость скорости распространения трещины от частоты нагружения в стали SI5 при 400 °С и стали 316 при 650 °С при знакопеременном прямоугольном цикле напряжений. При высокой температуре легко происходит ползучесть, поэтому при частоте нагружения более низкой, чем 1 цикл/мин наблюдается зависимость скорости распространения трещины только от времени нагружения. Вид поверхности разрушения нержавеющей стали 316 показан на рис. 6.16. Данные, характеризующие распространение усталостной трещины в алюминиевом сплаве 2024-T35I приведены на рис. 6.29. Температура испытаний была довольно низкая (80 °С), поэтому переход от зависимости скорости распространения трещины от числа циклов нагружения к зависимости от времени нагружения наблюдается при низкой частоте за период >1 ч. [c.214]

На рис. 6.59 приведены результаты исследования роста трещины в процессе выдержки при постоянной деформации в сплаве Hastelloy X. Частота нагружения в непрерывном цикле (без выдержки) v = 0,1 цикл/мин, в этот период обнаруживается описанное [72] в разделе 6.2.3 зависящее от времени нагружения распространение усталостной трещины. Приведенные результаты можно интерпретировать таким образом, что при выдержке в продолжение указанного циклического нагружения происходит рост трещины ползучести. Штриховая линия на этом рисунке является кривой распространения трещины ползучести, рассчитанной с учетом релаксации напряжений. Эта кривая довольно хорошо согласуется с экспериментальными данными. [c.238]

Оценка циклической трещиностойкости. Анализ результатов циклических испытаний должен проводиться с учетом двустадийности процесса усталостного разрушения. Процессы возникновения трещин и их развития подчиняются различным закономерностям. Распространение усталостной трещины или период Живучести может охватывать от 10 до 90 7о общей долговечности образца или детали. Усталостные трещины, возникающие при циклических нагрузках, постепенно разрастаясь, подготавливают условия для хрупкого разрушения. Скорость роста усталостных трещин — важная характеристика материала. [c.230]

Халт Я. Экспериментальное изучение распространения усталостной трещины при кручении. Механика . Сб. перев. и обз. ин. период, лит., 1959, № 6. [c.253]

Анализ результатов циклических испытаний необходимо проводить с учетом двухстадийности процесса усталостного разрушения. Процессы возникновения трещин и их развития подчиняются различным закономерностям. Распространение усталостной трещины, или период живучести, может охватывать от 10 до 90% общей долговечности образца или детали. Усталостные трещины, возникающие при циклических нагрузках, постепенно разрастаясь, [c.318]

Большую опасность для нормальной работы этих конструкций представляет возникновение усталостных трещин. Автором совместно с B. . Зотеевым и Ю.А. Новиковым проведено иссЬедование кинетики распространения усталостной трещины в сварном соединении и показано, что период зарождения трещины в присутствий различного рода дефектов мал и не превышает 5—10 % от общей долговечности [ЗТЗ]. [c.200]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...