Cтраница 3
Выше деформационно-кинетические критерии малоциклового разрушения рассмотрены и обоснованы для весьма различных условий изотермического и неизотермического нагружения как в области умеренных, так и высоких температур, в том числе при программном изменении напряжений и деформаций. Вместе с тем наиболее общим случаем является нерегулярное нагружение, и проверка применимости деформационно-кинетических подходов к оценке прочности в таких условиях представляет существенный интерес. [31]
Охарактеризовано влияние ряда - факторов на задержку в развитии трещин в результате однократных и многократных перегрузок, явление закрытия трещин и связь этого явления с закономерностями их развития. Описаны некоторые модели, являющиеся основой методов оценки живучести при нерегулярном нагружении. [32]
![]() |
S, Схема изменения напряжений при перегрузках. [33] |
Многочисленными экспериментами на разнообразных металлах и сплавах установлено [ 11, 14, 16 - 18, 28, 313, что однократные или многократные перегрузки вызывают задержку в развитии усталостной трещины на десятки и сотни тысяч циклов. Это явление имеет большое практическое значение для разработки методов оценки живучести при нерегулярном нагружении, для обоснования режимов опрессовки при испытаниях или монтаже, для лучшего понимания механизма развития усталостных трещин и его использования при разработке методов оценки и повышения надежности элементов машин и конструкций. [34]
Однако и эти подходы пока не распространены на случай нерегулярного двухосного многопараметрического нагружения, когда имеет место одновременное изменение нескольких параметров цикла нагружения. Поэтому даже при высокой эффективности моделирования роста трещины по любой из предложенных моделей применительно к случаю одноосного нерегулярного нагружения пластины реальным спектром, отражающим нагруже-ние крыла транспортного самолета, полученный результат не в полной мере соответствует росту трещины в панели крыла самолета. [35]
Напряжения раскрытия трещины, полученные по этой модели, использовались для расчета скорости роста трещин при нерегулярном нагружении. Следует отметить, что измерение напряжений раскрытия трещины является очень сложной задачей. [36]
Представленные примеры иллюстрируют достоверность описания закономерности событий в вершине усталостной трещины за счет ротаций объемов материала в полуцикле разгрузки. Это приводит к созданию разнообразных профилей усталостных бороздок на разных этапах роста трещины и эффекта пластического затупления вершины трещины при нерегулярном нагружении, что приводит к созданию более сложной конфигурации профиля бороздки. [38]
Нерегулярное нагружение элемента конструкции в эксплуатации может быть описано с единых позиций синергетики в соответствии с изложенными выше представлениями. При сохранении ведущего механизма разрушения или до нарушения принципа однозначного соответствия процесс накопления повреждений в открытой системе описывается единственным образом по одному из уравнений синергетики. Нерегулярное нагружение вызывает усиление или уменьшение флуктуации в зависимости от того, насколько близко на переходных режимах внешнего нерегулярного воздействия система подходит к точке бифуркации. Если поведение системы рассматривается вдали от критических точек, то ее описание сводится к анализу управляющего параметра, характеризующего реакцию материала на воздействие в любой момент времени. [39]
Проблема коротких трещин является чрезвычайно важной и актуальной в обеспечении принципа эксплуатации техники по безопасному повреждению. Однако именно проблема и особенности кинетики малых усталостных трещин в рамках данной монографии не рассматриваются в силу следующих причин. В условиях эксплуатации обнаруживают усталостные трещины, которые в большей части имеют размеры, выходящие за рамки, оговоренные условиями роста именно коротких трещин. Основной механизм разрушения для коротких трещин не связан с формированием параметров рельефа излома, по которым в условиях регулярного нагружения можно давать оценки скорости роста и уровня эквивалентного напряжения. Поэтому при восстановлении закономерностей роста трещин для количественного описания процесса разрушения материала на основе фрактографии стадия роста коротких трещин рассматривается только применительно к нерегулярному нагружению. [41]
Популярность линейной гипотезы объясняется ее простотой и отсутствием неизвестных параметров. К основным недостаткам этой гипотезы при общепринятом ее использовании можно отнести следующее. Во-первых, она не учитывает влияния истории нагружения, и накопленное повреждение в соответствии с формулой (11.25) будет зависеть только от суммы отношений числа циклов, наработанных при заданном напряжении, к средней долговечности при этом напряжении. Во-вторых, линейная гипотеза, как и все другие гипотезы, дает возможность подсчитать лишь средние значения долговечностей, которые могут существенно отличаться от долговечностей отдельных образцов или деталей. Такое несоответствие может быть устранено в том случае, если использовать не кривые усталости для 50 % - ной вероятности разрушения, а кривые, соответствующие каждому индивидуальному образцу, испытываемому при нерегулярном нагружении. [42]