Причины остановки развития усталостных трещин

ПРИЧИНЫ ОСТАНОВКИ РАЗВИТИЯ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН [c.17]

В качестве других возможных причин остановки развития усталостных трещин, основанных на изменении напряженного состояния при ее вершине, можно назвать следующие развитие трещины в область более низких напряжений и, в частности, в область с отрицательными второй и третьей компонентами объемного напряженного состояния увеличение момента инерции сечений при развитии в них усталостных трещин и уменьшении в связи с этим амплитуды напряжений от изгиба различие работы упругопластической деформации у вершины трещины и у исходного надреза уменьшение жесткости напряженного состояния у вершины трещины при ее развитии и др. [c.18]

В книге систематизированы причины, вызывающие остановку развития усталостных трещин, освещены современные методики исследования таких трещин. Подробно проанализировано влияние металлургических, технологических и эксплуатационных факторов на параметры, нераспространяющихся усталостных, трещин. Приведены экспериментальные результаты исследований нераспространяющихся трещин в деталях из разных материалов при различных схемах нагружения. [c.2]

Уменьшение амплитуды цикла напряжений, действующих в детали или образце, может быть простейшим объяснением явления остановки развития усталостной трещины. При этом не имеет значения причина, вызывающая такое уменьшение переход на более низкий уровень рабочей нагрузки при мягком режиме нагружения или уменьшение жесткости детали, работающей в цикле с заданной амплитудой деформации. Важно только, чтобы это уменьшение действующих напряже- [c.30]

Фрактографические исследования обязательно проводят при расследовании причин аварий и разрушений металлоконструкций различного назначения и выявлении очага разрушения. При хрупком разрушении поверхность излома имеет кристаллический характер с характерным шевронным рельефом, при этом очаг зарождения трещины определяют по направлению сходимости лучей (ступенек) рельефа, указывающего на направление к очагу зарождения трещины. Вязкое разрушение вследствие пластической деформации имеет матовую волокнистую поверхность с хаотичным рельефом. Для усталостного разрушения свойственна относительно плоская поверхность без развитого рельефа и отсутствия признаков пластической деформации, т. е. усталостное разрушение металлоконструкций происходит при работе в области упругих деформаций при напряжениях меньше предела текучести. При длительном развитии трещины на поверхности усталостного излома обычно образуются так называемые следы сезонной остановки . Интервалы между следами, как правило, увеличиваются по мере роста трещины. Очаг зарождения усталостной трещины выявляется по направлению сходимости концентрических следов, а также по изменению цвета излома и возможному наличию на его поверхности следов коррозии. Некоторые характерные поверхности изломов приведены на рис. 11.4. [c.192]

К настоящему времени в нашей стране и за рубежом проведено большое количество экспериментальных и теоретических работ, прямо или косвенно освещающих явление остановки развития усталостных трещин. Эти исследования имеют большое научное и практическое значение, так как анализ причин остановки развития усталостных трещин позволяет разрабатывать обоснованные практические рекомендации по увеличению сопротивления усталости деталей машин. Вместе с тем отсутствие обобщающих публикаций по проблеме нерас-иространяющихся усталостных трещин несомненно тормозит и развитие исследовательских работ в этой области и практическое применение их результатов. Автор надеется, что сделанные им систематизация и обобщение имеющихся в этой области сведений окажутся полезными для лиц, занимающихся вопросами повышения сопротивления усталости и долговечности деталей машин. [c.5]

Измерения микротвердости различных зон образцов после нагружения, электрополирования и отпуска показали, что твердость зерен феррита, в которых не наблюдали следов пластической деформации в виде полос скольжения, практически не изменилась. В тех зернах, где были замечены полосы скольжения, обнаружено увеличение твердости примерно на 18 %. Твердость же феррита в области вершины усталостной трещины увеличилась на 24 %. Повторное прилолсение напряжений той же амплитуды (Л =10 Ста=190 МПа) к образцу, отпущенному после первичного нагружения (300 °С, 30 мин в вакууме) вызвало дальнейшее увеличение твердости феррита в области вершины усталостной трещины. Вместе с тем повторное нагружение термически необработанного образца не привело к увеличению микротвердости феррита. Таким образом, было показано, что причиной остановки развития усталостной трещины в данном случае является упрочнение материала в зоне ее вершины. [c.34]

Возможные причины остановки развития усталостной трещины притупление вершины трещины коррозионным воздействием агрессивной среды и образование окисной пленки, эффективно задерживающей выход на поверхность дислокаций уменьшение в поверхностном слое напряжений, вызванных температурным градиентом выход трещины из зоны активного фрет-тинг-процесса заваривание трещины при циклическом знакопеременном деформировании некоторых металлов (медь, алюминий) в вакууме. [c.41]

Наибольшее распространение получили различные схемы, объясняющие причину существования нераспространяющихся усталостных трещин изменением напряженного состояния у вершины трещины в связи с ее ростом. С этих позиций наиболее простым является объяснение, связанное с уменьшением действующих напряжений. Уменьшение действующих напряжений, вызывающее остановку трещины, может быть также результатом уменьшения жесткости детали при развитии в ней усталостной трещины, когда нагрук<ение детали происходит в режиме с постоянной амплитудой деформации. [c.18]

Если предположить, что образование нераспространяющихся усталостных трещин, по какой бы причине оно не произошло, является следствием увеличения сопротивления развитию трещины с ее ростом от поверхности в глубь детали, то можно определить максимальное значение эффективного коэффициента концентрации напряжений, а по нему установить область существования нераспространяющихся трещин. Такой феноменологический подход к явлению нераспространяющихся усталостных трещин был развит в ранних теоретических работах М. Кава-мото и К. Кимуры, идея решения в которых основана на том, что большинство факторов, приводящих к остановке усталостной трещины на некоторой глубине от поверхности, можно интерпретировать как увеличение сопротивления распространению трещины с ростом ее в глубь материала. Например, уменьшение уровня напряжений с ростом усталостной трещины может вызвать ее остановку. Однако этот эффект может быть заменен эффектом упрочнения материала с увеличением глубины трещины, так как уменьшение уровня напряжений может быть расценено и как относительное увеличение сопротивления усталости. Тем же эффектом могут быть заменены и уменьшение теоретического коэффициента концентрации напряжений (например, при кручении), и увеличение жесткости напряженного состояния, сопровождающие рост трещины. Кроме того, деформационное упрочнение материала у вершины усталостной трещины с ее ростом создает условия для действительного увеличения сопротивления материала распространению трещины. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...