Длительность роста трещины в диске

Длительность роста трещины в диске, разрушение которого имело место в эксплуатации, может быть использована для определения периодичности контроля титановых дисков в эксплуатации по алгоритму, представленному на рис. 9.8. Его основные положения могут быть использованы для более широкого класса элементов конструкций, а не только для дисков компрессоров. Поэтому в дальнейшем рассмотрении закономерностей роста трещин в других элементах конструкции ВС будут использованы основные положения [c.474]

Длительность роста трещины в диске [c.515]

ГЛАВА 9. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ РОСТА ТРЕЩИН В ТИТАНОВЫХ ДИСКАХ КОМПРЕССОРОВ ГГД 465 [c.465]

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]

Следует подчеркнуть, что сделанное заключение относится к известной величине напряжения 500 МПа (или 50 кг/мм ), которая является расчетной характеристикой для работающих в эксплуатации дисков. Большему уровню напряжения, действующему в зоне старта усталостных трещин, будет соответствовать меньший период роста трещины. Определить этот период роста трещины можно по приведенной выше методике (см. соотношения (10.7)-(10.12), в которой изменится только величина напряжения, а следовательно, изменится предельная длина трещины и средняя величина скорости роста трещины или шага усталостных бороздок. При возрастании напряжения максимальная длина трещины до достижения предельного состояния уменьшится, средняя величина скорости возрастет, а поэтому период роста трещины уменьшится. Выполненные оценки периода роста трещины для уровня напряжения вплоть до 700 МПа (или 70 кг/мм ) в зоне старта трещины по соотношениям (10.8)-(10.13) показали, что с меньшим запасом на длительность роста трещины в межремонтный период предельное состояние также не будет достигнуто по критерию допущения развития трещин в дисках в эксплуатации. [c.564]

Полученная поправка для корректировки длительности разрушения диска, испытанного на стенде УИР, которую оценивали по результатам измерения шага усталостных бороздок, составила ky/s = 1,4. В результате корректировки длительность роста трещины составила около 7000 циклов. При проведении стендовых испытаний было реализовано всего 15000 циклов. Эта оценка для области МЦУ не противоречит данным по соотношению между периодом роста трещины и общим периодом нагружения образцов, который составляет около 50 %. [c.498]

Повреждение материала по объемам диска одними и теми же нагрузками ПЦН, отвечающими области МЦУ, различно. Поэтому имеет место различие в количестве циклов нагружения, которые следует использовать в оценке длительности роста трещины для случаев чисто малоциклового разрушения. Наибольшее повреждение материала за ПЦН в области МЦУ реализуется в ободной части диска, где каждый ПЦН вызывает пять актов продвижения трещины. [c.505]

Расчеты по формулам (9.14) и (9.15) показали, что длительность разрушения образца № 2 составляла около 2420 циклов, а образца № 3 — около 830 циклов. Полз енный результат свидетельствует о том, что наличие текстуры в материале диска приводит к снижению длительности роста трещины более чем в 2 раза в направлении реализованного эксплуатационного разрушения по сравнению с развитием трещины перпендикулярно текстуре. Поэтому в разрушенном в эксплуатации диске рост трещин и их быстрое зарождение были активизированы наличием текстуры материала и ее неблагоприятным расположением в плоскости, совпадающей с плоскостью действия максимального растягивающего напряжения. [c.515]

В том случае, когда в массивных дисках имеет место чувствительность их материала в условиях эксплуатационного нагружения, длительность роста трещины понижается почти в 3 раза и может не превышать 1000 циклов ПЦН. Это наиболее неблагоприятная ситуация в эксплуатации массивных дисков компрессоров по принципу безопасного повреждения. Такие диски разрушаются на ранней стадии эксплуатации компрессора, и в последующем большая часть дисков может быть отнесена к первой группе, когда длительность роста трещины составляет несколько тысяч ПЦН. [c.533]

Следующая ситуация многоцикловой усталости относится к дискам малой толщины, составляющей менее 10 мм. В эту группу включают и зоны реборд двигателя, в которых были выявлены начальные трещины от вибрационных нагрузок лопаток, а также межпазовые выступы, которые могут испытывать вибронапряжения от колеблющихся лопаток. Возникновение вибрационных нагрузок в дисках приводит к резкому снижению их долговечности и живучести. Как показали представленные выше материалы исследований, длительность роста трещины в дисках при наличии вибраций может не превышать 100 ПЦН. В этом [c.533]

Итак, относительно рассмотренных дисков можно заключить, что, во-нервых, рост трещин в дисках был обусловлен высокой асимметрией цикла их нагружения при работе двигателей на длительно используемых режимах, а во-вторых, напряженное состояние дисков в зонах зарождения и развития трещин при этих режимах работы двигателя отвечает величинам Х ,ах и АХ, которые превышают пороговые значения этих параметров для сплава ВТЗ-1. [c.502]

Оценку длительности разрушения диска вели по аппроксимирующей зависимости шага бороздок от длины трещины, которая в пределах зоны, когда трещина была поверхностной, измерялась от очага разрушения, а далее — от поверхности центрального отверстия (рис. 9.52). Так как в пределах зоны развития трещины МЦУ разрушение материала было смешанным, то отставание шага усталостных бороздок от СРТ при расчете зачитывалось коэффициентом = 0,625. Помимо того, принималось, что один полет эквивалентен минимальному трехкратному продвижению трещины, что учитывалось коэффициентом Апцн = 0,333. Проведенный таким образом расчет показал, что период роста трещины в диске составлял около 1500 ПЦН. [c.531]

Применительно к Ti-сплавам влияние окружающей среды также выражено в увеличении СРТ [128-132]. Механизмы охрупчивания материала, связанные с проникновением водорода у вершины трещины, в большей степени аналогичны механизмам влияния окружающей среды на рост трещины в сталях. Особенно заметными они становятся в случае длительной выдержки материала под нагрузкой в условиях эксплуатации, что характерно для дисков компрессоров двигателей. Однако, как было показано в предыдущих разделах, необходимо зачитывать чувствительность структуры материала по границам пластинчатой, глобулярной или моноструктуры после изготовления детали на выдержку его под нагрузкой, а уже затем давать оценку роли окружающей среды в кинетике трещин. Очевидно, что для структурно чувствительных к выдержке под нагрузкой Ti-сплавов роль окружающей среды в кинетике трещин может оказаться значительной. Применительно к сплавам, не чувствительным к выдержке под нагрузкой, рост трещин сопровождается формированием усталостных бороздок, которые наблюдают даже в вакууме [131]. [c.389]

Результаты фрактографического исследования диска № 2 показали, что после достижения шага усталостных бороздок более (1-1,25) 10 м в разрушении материала начинают играть существенную роль статические проскальзывания. В такой ситуации СРТ не может однозначно характеризоваться величиной шага усталостных бороздок, поэтому при оценке длительности разрушения по шагу бороздок при величинах последнего более (1-1,25) 10 м необходимо вести корректировку на иные механизмы разрушения материала. Это тем более необходимо было сделать после перехода в область шага бороздок 2 10" м и более. На этой стадии разрушения процесс формирования ямочного рельефа является доминирующим и доля усталостных бороздок в изломе резко убывает в направлении роста трещины. Такая ситуация типична для нестабильного роста трещины. В рассматриваемом диске в направлении развития трещины в сторону полотна ямочный рельеф начал занимать более 95 % площади излома уже при длине трещины около 12 мм от очага разрушения. По направлению роста трещины по оси диска в его ступичной части доля усталостных бороздок составила приблизительно от 30 до 40 %. Это объясняется тем, что в сторону полотна трещина развивалась с более высокой скоростью, чем по оси диска. В этом нацравлении она должна была проходить в единицу времени большие расстояния, чтобы сохранить неизменной свою форму. В связи с этим измерения шага усталостных бороздок и их [c.495]

Сопоставление результатов расчетов по скорости роста усталостных трещин и шагу усталостных бороздок показывает, что они близки между собой. Поэтому результат оценок длительности роста трещины отражает реа.пьную ситуацию реализуемого в эксплуатации процесса роста трещин в рассмотренных дисках. Это позволило провести оценку напряженности всех дисков и их располагаемую долговечность в реализуемых условиях эксплуатации. [c.517]

Диск был снят с эксплуатации из-за повреждений лопаток КВД и наработал на момент обрыва козырька 205 полетов (606 ч). Согласно фракто-граммам, представленным на рис. 9.44, минимальная величина блока мезолиний составляет около 20 мкм. Если воспользоваться ими, то на длине около 9 мм длительность роста трещины составляет не менее 9/0,02 = 450 полетов, что не соответствует реальной наработке диска. Если исходить из того, что в полете имеются пять режимов смены оборотов диска в ПЦН, тогда можно отнести пять мезолиний к одному полету. В этом случае длительность роста трещины составит около 90 полетов, что согласуется с наработкой диска. [c.521]

Далее значительную часть поверхности излома занимал ямочный рельеф, свидетельствующий о нестабильном росте трещины. Поэтому расчет длительности роста трещины вели только в пределах 12 мм от очага разрушения и по аппроксимирующей зависимости шага бороздок от длины трещины. Расчет показал, что длительность разрушения диска с учетом минимального трехкратного продвижения трещины за нолет составляет около 3370 ПЦН. [c.529]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...