Последовательность процессов формирования усталостных бороздок

Последовательность процессов формирования усталостных бороздок [c.174]

Была исследована закономерность формирования усталостных бороздок в цикле нагружения в соответствии с закономерностью формирования сигналов АЭ с разделением процессов пластической деформации и разрушения материала [148]. Испытания осуществляли при регулярном нагружении образцов из алюминиевого сплава Д1Т и с однократными перегрузками. Регистрировали сигналы АЭ по интенсивности последовательно в полуцикле восходящей и нисходящей ветвей нагрузки. [c.166]

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]

Рис. 7.25. Схема синергетической ситуации в последовательности процессов подрастания усталостной трещины (а) при формировании усталостных бороздок и (б) при формировании квазихрупкого фасеточного рельефа излома в Ti-сплавах

Все изложенные выще модели продвижения трещины при введении в цикл нагружения выдержки с постоянной нагрузкой представлены схематически (рис. 7.25). Случай вязкого подрастания трещины с формированием в изломе усталостных бороздок показан на рис. 7.25а в виде последовательности процессов затупления верщины трещины и увеличения зоны пластической деформации, а хрупкое подрастание трещины — на рис. 7.256. В зависимости от доминирования процесса зату- [c.380]

Последовательное снижение минимального напряжения цикла связано с переходом через ноль. Сравнение процесса формирования усталостных бороздок в случае сохранения постоянного максимального напряжения цикла при чередовании пульсирующих циклов и циклов с отрицательной асимметрией позволяет проследить роль сжимающей части цикла нагружения в кинетике трещин [6]. Испытания прямоугольных образцов толщиной 10 мм с центральным отверстием из алюминиевых сплавов Д16Т и В95 путем растяжения с чередованием циклов отрицательной асимметрии и пульсирующих циклов при сохранении неизменным максимального напряжения цикла показали, что шаг усталостных бороздок при переходе к отрицательной асимметрии цикла возрастает и мало отличается для обоих сплавов (рис. 6.5). С увеличением асимметрии цикла наблюдалось возрастание различий соседних шагов усталостных бороздок для пульсирующего и асимметричного цикла независимо от уровня максимального напряжения цикла (табл. 6.1). В направлении распространения трещины происходило снижение расхождений между шагом усталостных бороздок для разной асимметрии цикла при разном уровне минимального напряжения так же, как при возрастании шага бороздок, что нашло свое отражение в полученных поверхностях поправочных функций на отрицательную асимметрию цикла нагружения (рис. 6.6). Наиболее заметным влияние отрицательной асимметрии цикла было получено для сплава В95. При возрастании КИН имеет место снижение влияния отрицательной асимметрии цикла нагружения на скорость роста трещины, характеризуемую шагом усталостных бороздок, в пределах 10 %. Это означает, что в направлении роста трещины при разном уровне асимметрии цикла нагружения необходимо иметь не только поправку на асимметрию цикла, но и на возрастающую величину КИН. [c.291]

Испытания лопаток из титановых сплавов и образцов, имитирующих условия консольного нагружения лопаток, показали, что при прочих равных условиях последовательное возрастание частоты нагружения на воздухе в естественных условиях окружающей среды приводит к постепенному охрупчиванию материала. В образцах из титанового сплава ВТЗ-1 испытания на консольный изгиб образцов, имитировавщих лопатки компрессора ГТД, показали, что последовательное увеличение частоты нагружения 40 90 —> 900 Гц вызывает подавление процесса формирования усталостных бороздок. Образцы имели типичную для лопаточного материала двухфазовую (а + (3) глобуляр- [c.342]

Последовательность процессов разрушения может быть рассмотрена с единых позиций на основе диаграммы, описывающей влияние в агрессивной среде асимметрии цикла на области формирования усталостных бороздок в сплавах, для которых проявляется сужение области формирования усталостных бороздок. Для таких сплавов в области высокой асимметрии цикла нагружения исчезает понятие порогового КИН. Это связано с тем, что в агрессивной среде, при наличии начального концентратора напряжений или дефекта развитие трещины при длительном статическом растяжении начинается с достижения пороговой величины Kis [143, 146, 151]. Поэтому рост трещин в условиях исчезающе малых амплитуд нагружения будет иметь место при достижении Kis Kf - В связи с этим карта областей разрушения материала при разной асимметрии цикла нагружения может быть представлена в виде (рис. 7.39). Область формирования усталостных бороздок либо не достигается вовсе, либо ограничена низкой асимметрией цикла R < 0,8. Пороговая величина КИН перестает существовать при приближении к величине Kis в рассматриваемой агрессивной среде. [c.395]

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

В моделях толщиной 4,9 мм развитие сквозных трещин, как указано выше, происходит без изменения ориентации трещины при возрастании соотношения главных напряжений, но скорость роста трещины последовательно убывает. Аналогичным образом ведет себя и шаг усталостных бороздок. Одновременным изменением асимметрии цикла нагружения и соотношения главных напряжений можно добиться эквивалентности в закономерности роста усталостных трещин (рис. 6.23). Важно отметить, что развитие трещин в широком диапазоне изменения параметров цикла нагружения характеризуется макро- и мезотуннелировани-ем трещины, но при этом шаг усталостных бороздок соответствует СРТ. Мезотуннели почти параллельны поверхности крестообразной модели и вытянуты в направлении роста трещины. Разрушение перемычек между мезотуннелями происходит путем сдвига без признаков ротационных процессов в виде формирования сферических или иных частиц (см. главу 3). [c.321]

Наблюдения показывают, что максимальное расстояние не сдвинутых с места цилиндров при доломе образца и сферических частиц от лунки по радиусу не превышает 0,4 мкм. Раскрытие в вершине усталостной трещины с учетом выявленного шага усталостных бороздок 0,2 мкм не превышает 0,4 мкм. Это означает, что формирование частиц происходит в пределах указанного перемещения поверхностей излома при их постоянном контакте. Последнее позволяет рассматривать процесс изменения формы частиц из цилиндрической в эллипсоидную и сферическую, основываясь на представлении о постоянстве контактного взаимодействия при фреттинге двух свободных поверхностей при микроперемещениях (в пределах долей микрон у вершины трещины). По мере продвижения трещины происходит фрагментация цилиндрических частиц на более мелкие с последующей их обкаткой. При значительном числе циклов нагружения обкатка завершается формированием частицы сферической формы. Указанная последовательность формирования сферических частиц согласуется с моделями Харрикса [202] и Рабиновича [201]. [c.181]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...