Процесс - усталостное повреждение
Cтраница 1
Процессы усталостного повреждения, условия возникновения и распространения трещин под циклической нагрузкой носят случайный характер, так как тесно связаны со структурной неоднородностью материалов и локальным характером разрушения в микро - и макрообъемах. Усталостные разрушения обычно возникают на поверхности, поэтому качество и состояние поверхности часто является причиной случайных отклонений в образовании разрушения. Эта особенность усталостных явлений порождает существенное рассеяние механических характеристик, определяемых при испытании под циклической нагрузкой. Рассеяние свойств при усталостном разрушении значительно превышает рассеяние свойств при хрупком и вязком разрушениях. В связи с этим статистический анализ и интерпретация усталостных свойств материалов и несущей способности элементов конструкций позволяют отразить их вероятностную природу, являющуюся основным фактором надежности изделий в условиях длительной службы. [1]
Процесс усталостного повреждения разделяется на две стадии: стадию накопления микроповреждений, рассеянных по объему тела, завершающуюся образованием первой макротрещины, и стадию разделения тела магистральной трещиной. В этих работах устанавливается аналогия между статистической моделью разрушения идеально хрупкого тела по наиболее слабому звену ( С. Н. Журков и А. П. Александров, 1933) и предложенной моделью повреждения тела первой макротрещиной усталости. Показана возможность такой вероятностной оценки прочности и долговечности крупногабаритных деталей по результатам статистических испытаний модельных образов вплоть до определения нижней границы рассеивания по повреждению первой макротрещиной. [2]
Процесс многоцикловых усталостных повреждений, развивающихся в поверхностных слоях образцов или деталей, претерпевает качественные изменения и ускоряется под влиянием агрессивных жидких или газообразных сред. [3]
В процессах усталостного повреждения большую роль играет очаговое тепловыделение в микрообъемах, подвергающихся деформациям. В результате повышения температуры прочность материала в микрообъемах снижается, что облегчает образование новых пластических сдвигов, которые, в свою очередь, вызывают повышение температуры. [4]
В процессах усталостного повреждения большую роль играет очаговое тепловыделение в микрообъемах, подвергающихся деформациям. В результате повышения температуры прочность материала в микрообъемах снижается, что облегчает образование новых пластических сдвигов, которые, в свою очередь, способствуют повышению температуры. У закаленных сталей микронагрев вызывает локальный отпуск и возникновение в перенапряженных микрообъемах трооститной или сорбитной структуры с пониженной по сравнению с мартенситом прочностью. [5]
В процессах усталостного повреждения большую роль играет очаговое тепловыделение в микрообъемах, подвергающихся деформациям. В результате повъппения температуры прочность материала в микрообъемах снижается, что облегчает образование новых пластических сдвигов, которые, в свою очередь, способствуют повышению температуры. У закаленных сталей микронагрев вызывает локальный отпуск и возникновение в перенапряженных микрообъемах трооститной или сорбитной структуры с пониженной по сравнению с мартенситом прочностью. [6]
О - текущее напряжение, характеризующее напряженное состояние материала детали в процессе усталостного повреждения и изменяющееся от 0jve в начальный момент нагружения до величины, близкой к пределу прочности перед разрушающим циклом; QT - коэффициент, характеризующий сопротивление материала детали росту усталостной трещины; 0г - предел выносливости; 0ГТ - циклический предел текучести. [7]
Отход от анализа повреждения материала в материальной точке, как это принято в механике деформируемого твердого тела, и рассмотрение процессов усталостного повреждения в конечном объеме - структурном элементе - позволяет адекватно прогнозировать не только долговечность, но направление развития разрушения. Такой подход дает возможность разрешить существующее противоречие, связанное с несоответствием при смешанном нагружении по модам I и II направлений развития усталостной трещины и локализации максимальной повреждаемости материала: трещина развивается перпендикулярно максимальным нормальным напряжениям в область, где повреждаемость материала не является максимальной. [8]
 |
Закономерность изменения шага усталостных бороздок 8, а также длительности Np распространения трещины по направлению ее роста а в штифте из стали ЗОХГСА. [9] |
Это может быть результатом последовательного повреждения ( разрушения) материала циклом ЗВЗ - каждая усталостная бороздка отвечает одному полетному циклу или является следствием быстрого развития процесса усталостного повреждения от приложения каждого цикла вибрационной нагрузки, амплитуда и частота которой приводят к регулярному формированию усталостных бороздок в результате продвижения трещины за каждый цикл приложения этой нагрузки. Последнее особенно важно доказывать при анализе эксплуатационных разрушений, когда дается оценка длительности роста трещины и устанавливается момент возникновения трещины в результате тех или иных отклонений, например, от технологии ремонта и прочее. [10]
Преимуществом такой методики является отсутствие необходимости разрушения образцов, как, например, в случае применения электронной микроскопии, и возможность непрерывного исследования в течение всего процесса усталостного повреждения. [11]
Он основан на введении двух характеристик повреждения G и D вместо одной характеристики D. В некоторой степени такой способ описания соответствует распространенному разделению процесса усталостного повреждения на две стадии - подготовительную и стадию развития усталостной трещины. Обе характеристики G и D равны нулю для начального состояния; характеристика G ( мера разрыхления) становится равной единице, когда подготовительная стадия закончена. После этого начинается рост характеристики D ( меры развития усталостной трещины), которая становится равной единице в момент полного разрушения. Эта схема проиллюстрирована на фиг. [12]
Процессы различной скорости влияют друг на друга. Например, возрастающая при старении машины величина износа, накопление повреждений и другое ухудшают ее динамические качества. Возникающие при этом приращения вибраций и нагрузок интенсифицируют процессы усталостных повреждений и износа. Следовательно, скорость медленно протекающих процессов со временем увеличивается. [13]
В работах [5, 17] рассмотрены модели, позволяющие описать наблюдаемое на опытах отступление от гипотезы суммирования повреждений. В таблице даны также соотношения для случая двухступенчатого режима нагружения, часто применяемого для исследования процесса усталостного повреждения. Формулы для расчета долговечности при случайном режиме изменения напряжений приведены в гл. [14]
Страницы: 1