You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
10.5.6.2. Оценка скорости распространения усталостных трещин. Усталостная<br />
трещина, возникающая при циклическом нагружении, или другой трещиноподобный<br />
дефект конструкции, будут расти при дальнейшем циклическом нагружении до тех<br />
пор, пока не достигнут критического размера, после чего наступает разрушение.<br />
Для оценки скорости роста усталостной трещины (СРУТ) и увеличения размера<br />
начального дефекта до критического предложено много различных моделей. <strong>Все</strong><br />
они сводятся к выражению вида<br />
dl/dN = /'(Да; /; с), (10.56)<br />
где До - размах номинальных напряжений; / - длина трещины; с - параметр, зависящий<br />
от среднего значения нагрузки, свойств материала и некоторых других переменных.<br />
Из уравнения (10.56) видно, что рост усталостной трещины (РУТ) зависит от<br />
размаха циклического напряжения и длины трещины. Учитывая, что коэффициент<br />
интенсивности напряжения (КИН) зависит от величины действующего напряжения<br />
и размера трещины, величина dl/dN связана с размахом КИН (АК = К шак<br />
-<br />
- K min<br />
= Дол/л/). Таким образом, КИН является ключевым параметром, контролирующим<br />
распространение трещины.<br />
Скорость роста трещины dl/dN, характеризуемая наклоном кривых зависимостей<br />
/ от N , возрастает как с увеличением нагрузки, так и длины трещины. Для<br />
получения зависимости между dl/dN и АК СРУТ определяется по наклону кривых<br />
зависимости I от N между двумя соседними точками или путем дифференцирования<br />
кривой l-Nuo точкам.<br />
Значения АК вычисляются по размаху действующей нагрузки и среднему значению<br />
длины трещины в каждом интервале с помощью формулы <strong>для</strong> КИН, соответствующей<br />
заданной геометрии испытываемого образца с трещиной. Для определения<br />
СРУТ обычно используют плоские образцы натурной толщины на внецентренное<br />
растяжение или трехточечный изгиб. Длина трещины измеряется в<br />
процессе испытания визуальными методами, киносъемкой, методом разности потенциалов,<br />
методами, основанными на изменении податливости, и другими.<br />
Зависимость dl/dN от АК в логарифмических координатах в большинстве случаев<br />
получается в виде S-образной кривой (рис. 10.67), которая асимптотически приближается<br />
к обоим граничным условиям распространения трещины AK th<br />
и АК С<br />
,<br />
где AK th<br />
- пороговое значение размаха<br />
КИН, ниже которого усталостная трещина<br />
не способна к росту; АК С<br />
- размах КИН,<br />
при котором происходит разрушение, то<br />
есть когда К ш<br />
К„.<br />
На кинетической диаграмме (рис. 10.67)<br />
наблюдается 3 области. В области II (так<br />
называемый пэрисовский участок зависимости<br />
lg dl/dN - lg АК) зависимость между<br />
dl/dN и АК с достаточной точностью описывается<br />
степенным уравнением<br />
dl/dN = с(АК)" = С(ДОЛ/Й77) И , (10.57)<br />
где с и п - постоянные, зависящие от материала<br />
и условий нагружения (я характеризует<br />
наклон кривой, с - значение dl/dN<br />
приДХ= 1 кг-мм -3 / 2 ).<br />
Рис. 10.67. Зависимость lgdl/dt от IgAif<br />
I - область зарождения трещины; II -<br />
область стабильного роста; III - область<br />
ускоренного развития трещины<br />
431
Change language