Дискретность шага бороздок

ДИСКРЕТНОСТЬ ШАГА БОРОЗДОК [c.213]

Другой особенностью усталостных бороздок является дискретность шага бороздки. Установлено, что в направлении развития трещины формирование [c.189]

Выше было показано, что в различных сечениях по длине лопасти рост усталостных трещин происходит в течение разного числа полетов. Это должно соответствовать различиям в уровне эквивалентного напряжения в разных сечениях лонжерона. Поэтому было проведено сопоставление уровня эквивалентных напряжений в различных сечениях лонжерона в соответствии с единой кинетической диаграммой. Сопоставлялись между собой уровни напряжений на сравнимой длине трещины для относительных радиусов разрушений 0,5 0,7 и 0,71. Величины коэффициентов интенсивности напряжений были взяты с единой кинетической кривой и вычислялись для дискретных уровней шага бороздок с зачетом связи предыдущего и последующего КИН через универсальную постоянную разрушения материала, А. Результаты выполненных расчетов представлены в табл. 12.6. [c.656]

Наиболее информативным фрактографическим параметром дискретного стабильного роста трещины является шаг усталостной бороздки, характеризующий локальное продвижение части фронта трещины за цикл при квазиупругом поведении трещины и всего фронта за цикл при упругопластическом поведении трещины. Характерным фрактографическим признаком квазиупругого роста трещины является линейная зависимость шага усталостной бороздки от длины трещины. При упругопластическом росте трещины шаг бороздок увеличивается с ростом длины трещины нелинейно. [c.167]

Таким образом, определяющую роль в процессе повреждения материала при циклическом приложении нагрузки играют механизмы ротационной пластической деформации на II стадии роста трещины. Усталостные бороздки образуются в каждом цикле приложения нагрузки в момент ее уменьшения в полуцикле разгрузки образца. Выявление дискретного характера изменения шага усталостных бороздок позволяет перейти к рассмотрению явления последовательного чередования дискретных уровней шага бороздок. [c.213]

На немонотонный, скачкообразный процесс подрастания усталостной трещины за цикл нагружения на величину менее параметра кристаллической решетки указывают прямые эксперименты [73-77]. Регистрируемая на поверхности образца СРТ может сохраняться неизменной применительно к начальной стадии разрушения (стадия I), соответствующей процессу формирования псевдо-бороздчатого рельефа излома, так же как и величина шага усталостных бороздок применительно ко II стадии роста трещин. Все это дает основание проводить единое теоретическое описание процесса непрерывного и одновременно дискретного развития усталостной трещины. [c.202]

Одномерное Ф-преобразование. Использование одномерного преобразования Фурье связано с получением информации при сканировании пучком электронов в направлении локального распространения трещины, совпадающем с измеряемой величиной шага усталостных бороздок. Получаемая информация представляет собой дискретный ряд точек, соответствующих различной интенсивности сигнала. Д.ля получения максимальной точности, ограниченной реальным временем обработки получаемой информации, вычисляют 512 Ф-гармоник (как было показано выше, для больших гармоник увеличивается точность определения размеров периода структуры). Достоверное нахождение до 512 периодов на исходной строке определяет необходимость ввода 1024 точек этой строки. Сигнал с исходной строки запоминается и затем производится его сглаживание и фильтрация импульсных помех. Только после очистки сигнала от помех осуществляется быстрое, дискретное преобразование Фурье с представлением окончательного результата в виде амплитуд гармоник и соответствующих им размеров периода рельефа исходной структуры, которыми применительно к усталостным бороздкам являются величины 5, — шаги продвижения усталостной трещины. [c.209]

Поддержание устойчивости прироста усталостной трещины в цикле нагружения, что отражается в сохранении постоянства величины шага усталостных бороздок, связано с высокой стабильностью системы. Даже неравномерность распределения энергии вдоль фронта распространяющейся трещины не оказывает существенного влияния на величину прироста трещины в цикле нагружения. Бо.дее того, имеет место ситуация, когда на возрастающей длине трещины происходит дискретный переход на меньший уровень шага усталостных бороздок. Фактически у кончика трещины происходит резкое снижение темпа формирования свободной поверхности в локальном объеме материала, если в соседних объемах произошло резкое проскальзывание трещины, и часть всей сообщенной материалу энергии циклического нагружения перераспределилась по зонам или участкам вдоль фронта трещины. Формирование фронта усталостной трещины имеет волнообразный характер. Это волновой процесс нарастания и убывания величин скачков трещины, когда наиболее типичной ситуацией является поддержание темпа прироста усталостной трещины в локальном объеме материала на одном уровне с нулевым ускорением. [c.211]

Для уточнения расчетов Лала и Ле Мэя [124] воспользуемся дискретными уровнями шага усталостных бороздок, полученными в предыдущем разделе из Фурье-фрактографического анали- [c.223]

Для построения диаграммы стабильного дискретного роста усталостных трещин в алюминиевых сплавах были использованы выявленные величины шага усталостных бороздок на основе Фурье-фрактографии, а также были проанализированы представленные в научной литературе результаты исследований скорости роста усталостных трещин в припороговой области. [c.225]

Предельное состояние материала с распространяющейся в нем усталостной трещиной первоначально достигается в середине ее фронта, где стеснение пластической деформации максимально. Происходит статическое проскальзывание трещины, а затем оно реализуется уже по всему фронту, в том числе и у поверхности образца или детали. Предельное состояние отвечает началу нестабильности развития разрушения, что отражает переход через точку бифуркации, когда материал имеет высокую неустойчивость по отношению к параметрам цикла нагружения. Небольшие флуктуации в условиях нагружения порождают дискретный переход к быстрому разрушению при разном размере трещины от образца к образцу, что отражает рассеивание предельной величины КИН для этапа стабильного роста трещины. Эго также отражается в колебаниях выявляемой предельной величины шага усталостных бороздок или скорости роста трещины в момент перехода к нестабильности. [c.287]

Связь первого резкого увеличения сигналов АЭ с зарождением трещины была продемонстрирована выше, что позволило совместить на единой оси наработки акустическую диаграмму и закономерности изменения шага усталостных бороздок и средней СРТ (рис. 9.29). Характер нарастания сигналов АЭ связан с процессом образования свободной поверхности при разрушении материала. Второе дискретное изменение ускорения в нарастании сигналов АЭ произошло при прорастании трещины сквозь ступицу. В этот момент площадь поверхности разрушения резко увеличилась, что вызвало резкое изменение характера нарастания сигналов АЭ. Последующее незначительное снижение СРТ не повлияло на характер изменения сигналов АЭ. Только после увеличения СРТ выше [c.497]

Анализ приведенных выше немногочисленных работ, в которых выявлены постоянные величины скоростей роста трещины и (или) шага усталостных бороздок при возрастании длины трещины и (или) коэффициента интенсивности напряжений, показывает, что в ряде случаев осреднение экспериментальных данных позволяет не учитывать независимость скорости роста от коэффициента интенсивности напряжений. Осреднение соответствует ситуации, когда интервал коэффициентов интенсивности напряжений мал и получаемые постоянные скорости учитываются в соответствии с учетом традиционного разброса экспериментальных данных. Однако в большинстве исследований, особенно шага усталостных бороздок, неучет указанного явления при построении кинетической диаграммы приводит к необходимости рассматривать различные дискретные участки, не имеющие закономерной связи Между собой. [c.216]

Число регистрируемых периодов на изображении ограничено дискретностью съема информации ЭВМ. В данном случае информацию снимали с 1024 точек на изображении. По такому массиву данных нельзя обнаружить структуры, в которых число периодов на изображении было 512. В соответствии с этим вычисляли 512 Фурье-гармоник. Диапазон размеров периодов структур составлял от размера изображения (деленного на увеличение) до 1/512 от этой величины. Из этих значений выделяли интересующий интервал, для которого рассчитывали периоды структур (мкм) и относительную массу соответствуюш,их Фурье-гармоник. Увеличение какой-либо из Фурье-гармоник относительно соседних указывает на наличие периодичности параметров рельефа излома (в данном случае шага усталостных бороздок), указанного на распечатке размера. Если бы на исходном объекте отсутствовали периодические структуры, то спектр Фурье представлял бы собой реакцию на аппаратурные шумы и одиночные дефекты излома (например, включения, риски и др.) и имел вид Y— /X (с небольшими отклонениями из-за статистики шумов). Преобладание какой-либо гармоники в 1,5 и более раз по сравнению с соседними может служить доказательством существования усталостных бороздок с определенным шагом. [c.239]

Выявленная закономерность появления близких величин шага в пределах одного объекта излома в серии нескольких десятков усталостных бороздок позволяет объяснить тот факт, что в некоторых случаях при ручной обработке фрактограмм средние величины шага усталостных бороздок в большей или меньшей степени отличаются от расчетных уровней чередования в соответствии с дискретной диаграммой усталостного разрушения. Если имеется доминирующее число усталостных бороздок одного шага в пределах рассматриваемой фасетки, то осреднение дает величину шага, близкую к уровню чередования. Когда их число (для каждого уровня) примерно одинаково, то получается смещенная оценка уровня чередования. В этом случае осредненное [c.242]

Проведение подобных сопоставлений показывает, что при различных уровнях нагружения и величинах асимметрии цикла в тонких образцах можно реализовать условие плоской деформации, когда происходит формирование рельефа излома по механизму продольного сдвига (зона П) и отрыва (зона Б). При этом шаг усталостных бороздок соответствует приращению трещины за цикл нагружения (рис. 125). Это соотношение выполняется не во всем диапазоне изменения шага усталостных бороздок, измеренных в срединном сечении по толще образца. Оно нарушается в момент формирования скосов пластической деформации, когда на фоне усталостных бороздок формируются ямки. Хотя при этом шаг усталостных бороздок продолжает возрастать на некоторой длине излома, его величина не характеризует скорость роста трещины, т. е. ее приращение за цикл нагружения. Переход к ямочному рельефу излома происходит в интервале дискретных уровней 3,2 10 — [c.282]

В направлении от отверстия к наружной поверхности также выявлены усталостные бороздки. Однако шаг их резко возрастает на длине около 0,5 мм, а далее наблюдается преимущественно ямочный рельеф с отдельными участками, имеющими усталостные бороздки типичный рельеф для зоны нестабильного роста усталостной трещины. Измерения шага усталостных бороздок в направлении поперёк внутренней стенки цилиндра выявили последовательное чередование их величин в соответствии с диаграммой дискретного роста усталостных трещин в алюминиевых сплавах. [c.326]

Исследования изломов крупногабаритных деталей из сплавов Д1Т и АВТ показали, что между зонами псевдобо-роздчатого рельефа излома и бороздчатого рельефа существует переходный участок в развитии трещины. Он характеризуется тем, что в отдельных зонах излома на фасетках выявляются усталостные бороздки. Их шаг составляет несколько сотых долей микрометра. Исследования сплавов алюминия показали, что в переходной зоне может быть выявлен шаг бороздок вплоть до 25 нм. В направлении развития трещины его величина изменяется дискретно, а сами бороздки наблюдаются лишь в отдельных участках излома. [c.188]

Величины шага усталостных бороздок 612 и 8,, формируемого в изломе при достижении коэффициентов интенсивности напряжения соответственно (Kg)i2 И (Kg)is, отвечают нижней и верхней границам линейной зависимости шага от длины трещины. Нижняя граница для шага усталостных бороздок определяет дискретный переход в развитии трещины от микроскопического к мезоскопическому масштабному уровню. Верхняя граница отвечает нарушению принципа однозначного соответствия, как было подчеркнуто в предыдущих разделах, когда на поверхности излома нарастают элементы рельефа с выраженными признаками микропестабильного нарушения сплошности материала и ветвления трещины. Это переход от мезо-уровня I к микроуровню П. Верхняя граница легко определяется по кинетическим кривым и из статистической оценки наиболее часто наблюдаемого размера элементов дислокационных структур, как это было рассмотрено в параграфе 4.1. В том числе указанная граница определена для алюминиевых сплавов на основе анализа двумерных Фурье-спек-тров параметров рельефа излома в виде усталостных бороздок. Из всех оценок следует, что для алюминиевых сплавов 5. = 2,14-10 м. [c.219]

Первое уравнение синергетики выполняется в интервале (К 2 в интервале - К23) реализуется второе уравнение синергетики. Это позволяет рассматривать каскад процессов роста трещины при изменении механизма роста треши-ны с помошью последовательности кинетических уравнений (4.47) с учетом граничных условий, определяемых физикой процесса роста трещин. Именно поэтому представило интерес рассмотреть имеющиеся экспериментальные данные по определению показателей степени в уравнении Париса, в которых предпринимались попытки выделения особых точек на кинетических кривых при исследовании сплавов на различной основе (табл. 4.3). В отобранных для анализа работах не ставилась задача построения единой кинетической кривой в виде последовательности дискретных переходов в связи со сменой механизмов разрушения. Поэтому критические точки СРТ или шага усталостных бороздок не были строго поставлены в соответствии со сменой механизма роста трещины. Вместе с тем проведенное обобщение свидетельствует о том, что последовательность в переходах через точки бифуркации в процессе роста усталостных трещин является устойчивой и в полной мере соответствует последовательности показателей степени тр. 4 2 4 — для последовательности развития трещин на микроуровне, мезо I и мезо П соответственно. [c.220]

Процесс распространения усталостной трещины характеризуют величиной скорости, достигаемой при некотором напряженном состоянии материала. Величина скорости Vj = Aai/Ati или (da/dN)i соответствует измеренному приращению трещины в горизонтальном направлении Да, за некоторый интервал времени Atj или число циклов нагружения. Согласно Мандельброту [155], реальная или макроскопическая длина фрактальной трещины в любом интервале длиной Ц = Ащ может быть охарактеризована набором элементарных приращений (см. рис. 5.6), которые в частном случае представляют собой щаги усталостных бороздок, имеющих упорядоченное дискретное формирование по закону (4.41). Соотношение между интервалом длины трещины и шагом усталостных бороздок представляется в этом случае в виде [c.261]

Многочисленные исследования и измерения шага усталостных бороздок применительно к различным алюминиевым сплавам для образцов различной толщины и геометрии показали, что дискретный переход к стадии формирования усталостных бороздок на всем фронте трещины происходит при достижении шага усталостных бороздок 5 10 м, что соответствует критической длине трещины /ц. Эффект макротуннелирования трещины обуславливает переход к стадии бороздчатого рельефа излома при несколько мень- [c.188]

Рассмотрим наиболее типичную картину формирования усталостных бороздок в переходных режим х при переходе от минимальной нагрузки к максимальной (см., например, рис. 89). Если исходить из того, что формирование усталостней бороздки происходит в полуцикле нагружения образца, то шаг усталостной бороздки в переходном цикле нагружения должен в точности совпадать с предыдущим шагом бороздки. Это обусловлено тем, что в предыдущем цикле нагружения меньшей нагрузке соответствует дискретное подрастание трещины в пределах восходящей ветви. Последующее нагружение ничем не отличается от предыдущего для подрастания трещины в полуцикле нагружения, [c.202]

Существующие модели формирования усталостных бороздок (как было указано выше) не учитывают отмечен ного явления и не позволяют объяснить увеличение шага усталостных бороздок при увеличении отрицательной асимметрии цикла нагружения. Более того, эти модели не позволяют объяснить появление дискретных сигналов АЭ на нисходящей ветви цикла нагружения. В полуцикле разгрузки образца в вершине усталостной трещины и за ней металл находится под действием остаточных растягивающих напряжений [261]. Перед вершиной трещины материал находится под действием сжимающих напряжений. Это частично подтверждает последовательность возникновения дислокационной трещины перед вершиной трещины и разрыва соединяющей их перемычки [50]. Эта модель роста усталостной трещины может быть использована для трактовки особенностей формирования усталостных бороздок, если в ней учесть явление ротационной неустойчивости деформации материала [262]. Она сопровождает деформацию в пластических зонах при наличии сжимающей составляющей, что применительно к усталостной трещине характеризуется формирующейся полосовой и ячеистой субструктурами металла [263]. [c.205]

Было проведено сопоставление дискретных уровней шага усталостных бороздок, выявленных в различных образцах при различных условиях испытания алюминиевых сплавов Д1Т, АВТ, Д16Т, АК4-1Т1, АК6 и В95. Результаты обработки экспериментальных данных с учетом теоретических представлений о чередовании шага усталостных бороздок свидетельствуют о том, что уровни чередования могут быть сгруппированы в соответствии с соотношением [c.223]

Проведенная систематизация возможных (наиболее вероятных) уровней чередования скачков усталостной трещины в цикле нагружения позволяет перейти к построению универсальной диаграммы дискретного роста трещины, что будет проведено на примере сплавов на основе алюминия. Прежде чем перейти к построению этой диаграммы следует показать, что выполненная выше систематизация уровней чередования является правомерной не только для алюминиевых сплавов и не только для величин шага усталостных бороздок. Были проведены расчеты соотношений между уровнями выявленных постоянных скоростей роста трещины и измеренных величин шага усталостных бороздок на различных сталях, основываясь на результатах опубликованных экспериментов [236, 269]. Результаты проведенных расчетов представлены в табл. 32. Как следует из этой таблицы, уровни чередования удовлетворительно систематизируются с использованием соотношения (215). Вместе с тем часть уровней чередования удовлетворяет соотношение (207), что подтверждает справедливость используемого соотношения для проведения систематизации уровней чередо- [c.225]

Контрастность изображения в РЭМ зависит от угла падения электронного зонда на объект. Поэтому периодической структуре соответствует периодический сигнал, который воспринимается ЭВМ. Основной задачей программного обеспечения анализа величины шага усталостных бороздок было выделение периода исследуемой структуры и перевод его в метрические единицы в соответствии с увеличением РЭМ. Эта задача решалась (совместно с А. Ю. Сасовым) на базе программы быстрого дискретного преобразования Фурье. Исходной информацией для преобразования Фурье является функция профиля яркости р (г), где г —- координата вдоль профиля (в данном случае вдоль профиля усталостных бороздок). Преобразование Фурье F позволяет перевести функцию р (г) в новую функцию [Fp] (i ) по формуле [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...