Распространение усталостной трещины

Существенно влияют на возникновение и развитие усталостных трещин дефекты внутреннего строения материала (внутренние трещины, шлаковые включения и т. п.) и дефекты обработки поверхности детали (царапины, следы от резца или шлифовального камня и т. п.). Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называют усталостью, а разрушение вследствие распространения усталостной трещины — усталостным разрушением. Свойство материала противостоять усталости называют сопротивлением усталости. [c.307]

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]

Стадия припорогового распространения усталостной трещины (РУТ) [c.56]

Рис. 35. Схема процессов, происходящих на 1-й стадии распространения усталостных трещин в ОЦК - металлах

Стадия стабильного распространения усталостной трещины [c.58]

Рис. 36. Схема процессов, происходящих па 2-ой стадии распространения усталостных трещин

Основные механизмы распространения усталостных трещин. [c.100]

В качестве примера на рис. 2.9 представлена зависимость скорости распространения усталостной трещины 38 [c.38]

Рис. 6.8. Изменение распространения усталостной трещины при изгибе, связанное с микронеровностями на поверхности образцов и уровнем циклических напряжений

По-видимому, остаточные внутренние напряжения, возникающие при формировании покрытия, играют двоякую роль при возникновении и распространении усталостных трещин. Если в покрытии и приповерхностных слоях основного металла имеются сжимающие остаточные напряжения, то они увеличивают долговечность, задерживая зарождение и распространение усталостных трещин. При образовании напряжений растяжения (что происходит чаще), неблагоприятных с точки зрения конструктивной прочности, разрушение образца ускоряется вследствие усиления напряженности состояния и инициирования трещинообразования. [c.31]

Эксперименты осуществляются на специальном стенде (рис. 3.5), состоящем из двух установок, имеющих общий привод. Одна из них предназначена для определения долговечности, а вторая — для исследования закономерностей зарождения и распространения усталостных трещин [64]. [c.34]

Исследование закономерностей зарождения и распространения усталостных трещин можно проводить также на плоских образцах при пульсирующем нагружении с постоянной амплитудой (рис. 3.8). Образец 11 закреплен шарнирно на двух опорах и нагружается в [c.35]

Рис. 3.8. Схема установки для исследования скорости распространения усталостной трещины.

Методика усталостных испытаний, при которой регистрируется только число циклов до разрушения, не отвечает возросшим требованиям практики, не дает картины распространения усталостной трещины. Поэтому все чаще проводятся испытания с непрерывной регистрацией длины развивающейся трещины. [c.36]

Установлена также зависимость распространения усталостной трещины в титановых сплавах от структуры и состава. Пороговые значения Kff, и Kf чувствительны к структуре, содержанию примесей, особенно водорода [112 — 114]. Наиболее высокое сопротивление распространению усталостных трещин имеет игольчатая мартенситная структура по сравнению с равноосной глобулярной [115, 116]. Фрактографические исследования изломов свидетельствуют о существовании других критических параметров интенсивности напряжений, связанных со структурой, которые расположены между v К [c.147]

Частота нагружения f также влияет на распространение усталостной трещины. Скорость ее приблизительно обратно пропорциональна f" (пУО). Это объясняют [120] уменьшением петли гистерезиса при увеличении частоты. Совместное влияние коррозионной среды (3,5 %- [c.148]

Книга может быть полезна специалистам, занимающимся анализом разрушений металлических элементов конструкций, которые работают не только в авиации, но и в других отраслях промышленности. Это обусловлено рассмотрением общей методологии развития процесса усталостного разрушения металлов на основе Ре-, Ti-, А1-, Ni-, Mg-, что охватывает практически весь спектр металлических конструкций, которые используются в настоящее время в различных отраслях промышленности, в том числе и в атомной энергетике. Поэтому она может оказаться полезной и для материаловедов, занимающихся совершенствованием эксплуатационных характеристик металлов и сплавов. Она необходима конструкторам, занимающимся проектированием современных ВС и моделирующим процессы распространения усталостных трещин в элементах конструкций с учетом реальных условий эксплуатации, внедряющим различные средства неразрушающего контроля для обоснования периодичности осмотров элементов конструкций в эксплуатации, особенно при использовании методов неразрушающего контроля авиационной техники. [c.17]

В титановой стойке шасси самолета Ан-74, изготовленной из сплава ВТ-22, были выявлены следы неубранного газонасыщенного слоя материала (так называемый альфированный слой), также оставшегося после штамповки детали. Измерения микротвердости показали, что разная глубина залегания дефектного слоя материала повышенной твердости характеризовала разную наработку стоек в эксплуатации на момент их разрушения (рис. 1.11). Меньшему по глубине дефектному слою соответствовала большая наработка детали в эксплуатации. Рассматриваемые случаи не привели к тяжелым последствиям, поскольку после распространения усталостной трещины окончательное развитие разрушения происходило во время стоянки самолетов по механизму медленного подрастания статической трещины под действием нагрузки от самолета при низких температурах окружающей среды в условиях Дальнего Севера. [c.48]

В работе [168] предложен метод определения-скорости распространения усталостной трещины в коррозионной среде при различных частотах и асимметриях нагружения, удовлетворительно описывающий большое количество экспериментальных данных для различных материалов и коррозионных сред. Суть метода заключается в следующем. Вводятся параметры — СРТ на воздухе dLldx) и в среде (dLldx) ср, определяемые по зависимостям [c.199]

Рассмотрим некоторые лeд tвия разработанной модели и их физическую интерпретацию применительно к распространению усталостных трещин в сталях средней и высокой прочности. Для этого кратко остановимся на результатах структурного изучения процесса разрушения при росте усталостных трещин. Фрактографические исследования показывают, что поверхность разрушения при развитии усталостных трещин в указанных сталях представлена в основном следующими фрактурами чисто усталостной, для которой характерно наличие вторичных микротрещин [146] (в данной работе эта фрактура названа чешуйчатой), а также фрактурами хрупкого типа (микро- и квазискол) [57, 113, 283]. Бороздчатый рельеф, свойственный усталостным изломам большинства металлов с ГЦК решеткой, как правило, отсутствует либо наблюдается в ограниченном диапазоне условий нагружения, как и участки с меж-зеренным и чашечным строением [57, 113, 372, 389]. Доля различных фрактур в изломе существенно зависит от условий испытания. Для сталей средней и высокой прочности можно отметить следующие общие закономерности изменения усталостного рельефа с ростом размаха коэффициента интенсивности напряжений доля микроскола с увеличением АЯ уменьшается при переходе от первого ко второму участку кинетической диаграммы усталостного разрушения иногда появляются области межзеренного разрушения на втором участке доминирует усталостная фрактура с микротрещинами на третьем участке кинетической диаграммы усталостного разрушения в ряде случаев наблюдаются бороздчатый рельеф и области с ямочным строением. [c.221]

Кархин В. А., Марголин Б. 3. Влияние сварочных напряженней на распространение усталостной трещины в тавровых соединениях//Тезисы докл. Всесоюзн. конф. по сварке в судостроении и судоремонте.— Владивосток, 1983 —С. 89—92, [c.369]

Марголии Б. 3. Модель распространения усталостной трещины// Применение механики разрушения для оценки эксплуатационной надежности сварных соединения и конструкций,- Л. ЛДНТП, 1983,— С. 44—52. [c.371]

Разрушение при действии переменных напряжений ст на участке АВ имеет статический характер, т.е. такой же, как и при однократном разрушении с образованием шейки и исчерпанием всей пластичности материала (для г ладких образцов участок АВ простирается до 10 - Ю циклов, а остро надрезанных - до 10 - Ю циклов). На участке ВС характер разрушения меняется с увеличением числа цр клов и понижением амплитудного напряжения Аа, макропластиче-ская деформация постепенно уменьшается и исчезает, а разрушение становится типично усталостным, т.е. происходящим в результате образования и распространения усталостной трещины. От приложения переменных напряжений в металле постепенно накапливаются повреждения, перехо- [c.386]

Выше было сказарю, что для описания закономерностей распространения усталостных трещин (РУТ) широко используются подходы линейной механики разрушения. В обпдем случае раскрытие трещины в твердом теле может быть осуществлено тремя путями (модами) при нормальных напряжениях возникает трещина типа "отрыв" (тип I) при плоском сдвиге образуется трещина типа И, или трещина типа "сдвиг" трещина типа "срез", или типа III, образуется при антиплоском сдвиге (рис. 30). [c.51]

Прежде чем перейти к более детальному рассмотрению основных стадий и закономерностей распространения усталостных трещин, следует остановиться на эффекте закрытия усталостной трещины (fatigue ra k losure), впервые обнаруженном В. Элбером. Сущность этого эффекта состоит в том, что усталостная трещина может остаться закрытой из-за смыкания ее берегов позади вершины на протяжении определенной части цикла нагружения. На рис. 33 представлены схемы раскрытия бере) ов усталостной трещины. По В. Элберу смыкание берегов трещины происходит в результате наличия на них остаточной пластической деформации, поскольку при разгрузке берега усталостной трещины могут сомкнуться раньше, чем наступит полное снятие нагрузки. Этот механизм закрытия трещин характерен для пластичных металлов и сплавов, испытываемых в условиях плоского напряженного состояния (рис. 33, а, б). [c.53]

На 2-й стадии РУТ соблюдается прямолинейная зависимость между скоростью распространения усталостной трещины и и размахом коэффициен-заинзенсивиости напряжений АК, предложенная Пэрисом [c.58]

Рис. 40. (Гхема процессов, происходящих на 3-й стадии распространения усталостной трещины

Масштабный фактор влияет не только на предел выносливости гладких образцов, но также изменяет характеристики циклической трещиностойкости, которые оцениваются при построении кинетических диаграмм усталосгного разрушения (КДУР). На рис. 51 приведены сравнительные данные гго исследованию скорости распространения усталостных трещин (РУТ) в сталях [c.83]

Рис. 51. Влияние толщины образца на закономерности распространения усталостных трещин в сталях 15Х2ЛМФА (кривые 1 и 2) и 15Х2МФА (кривые 3 и 4) при комнатной температуре 1,3- толщина образца 0,025 м

В случае оценки циклической трещиносгойкости изменение величины среднего напряжения цикла также существенно влияет на ход кинетических диа1рамм усталостного разрушения. Скорость распространения усталостной трещины растет с увеличением Я. В средней (линейной) части диаграммы влияние К в зависимости от структуры металлического материала может быть небольшим (рис. 58). [c.92]

Основное преимущество трехслойной композиции перед обычными высоко-оловянистыми или свинцовистыми баббитами в более высоком сопротивлении образованию усталостных трещин. Сцепление баббита с металлокерамическим скелетом в случае трехслойной композиции гораздо больше, чем с ровной стальной поверхностью при обычной заливке. Неровности рельефа медноникелевогл <желета препятствуют распространению усталостных трещин. Металлокерамнче-ский подслой (свинцовистая бронза) сам по себе является материалом с очень высокими антифрикционными свойствами. Поэтому можно значительно снизить толщину баббитового слоя (до 20—75 мк), так как обнажение металлокерамического подслоя при износе или вследствие прогиба вала не связано с вредными последствиями и повысит усталостную прочность. [c.589]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...