Cтраница 2
Усталостные трещины, развивающиеся с небольшой скоростью, а тем более трещины нераспространяющиеся, безопаснее еще и потому, что обязательно должны быть обнаружены при очередной ревизии или профилактическом осмотре. Так, 17 ноября 1979 г. ТАСС сообщил о том, что из-за обнаружения трещин в хвостовой части фюзеляжей сняты с полетов три рейсовых самолета ДС-9 скандинавской авиакомпании. Одновременно-сообщалось, что такие же трещины обнаружены и в 15 других самолетах из 42 осмотренных. Однако эти трещины признаны неопасными, и самолеты, имеющие их, продолжают летать. [16]
Усталостные трещины размером, до 4 мм не влияют на понижение разрушающей нагрузки при статическом нагру-жении некоторых сварных соединений из сталей М16С и Ст. Между тем, статистические обобщения фактических случаев разрушений конструкций, испытывающих усталостные нагрузки, показывают, что с увеличением срока службы в ряде случаев при понижении температуры резко возрастает относительная частота поломок сварных деталей машин и элементов металлоконструкций. [18]
Усталостная трещина на шарике или на дорожке трения шарикового подшипника может образовываться или под поверхностью и распространяться наружу, или на поверхности и распространяться вглубь. При отсутствии в смазке поверхностно-активных веществ зарождение трещины происходит на поверхности, так как современные стали содержат много включений, препятствующих подповерхностному течению. Трещины распространяются в глубь материала под небольшим углом к поверхности, а затем параллельно последней. Образующиеся на поверхности трещины попеременно по мере прохождения шарика подвергаются действию очень высоких и очень низких давлений. Попадающая в трещины смазка также подвергается действию очень высоких давлений и попеременно то попадает в трещину, то выбрасывается из нее. Многократное повторение этого процесса полирует стенки трещины, образуется слой Бейльби, который разрушается с образованием тонких чешуек. Чешуйки, сформировавшиеся в трещине или занесенные в нее смазкой, образуют сферы в результате пластической деформации. Детальный механизм этого явления до конца еще не ясен. [19]
![]() |
Зависимость скорости развития усталостных трещин в стали St41 ( светлые точки и 15 G2ANb ( черные точки от Д в направлении YX ( а и X ( б. 1 - 8 - порядковые номера образцов. [20] |
Усталостные трещины возникают обычно на границе сплавления шва, учитывая концентрацию напряжений, и последовательно распространяются перпендикулярно к поверхности листа. Такая трещина, встречая на определенной глубине расслоение или материал с низкой сопротивляемостью слоистому растрескиванию, может изменить направление на параллельное поверхности листа и при значительном ускорении распространения привести к раннему разрушению соединения. [21]
Усталостные трещины могут образоваться, если конструкция подвергается действию циклических напряжений. Эти трещины будут зарождаться на участках, перечисленных в пп. Рост усталостных трещин в коррозионной среде является сложным процессом и находится вне целей данной главы. Очевидно, что такие трещины могут действовать как очень эффективные участки зарождения трещин КР. [22]
![]() |
Излом в средней части вагонной оси.| Изменение предела выносливости в зависимости от прочности стали при статическом нагру-жении. [23] |
Усталостные трещины могут появляться вследствие прессовой посадки втулки на вал или другую деталь без принятия каких-либо мер для уменьшения возникающих в этих местах напряжений. При этом надо учитывать, что при таких посадках возможно схватывание поверхностей и нарушение сплошности контактируемых металлов с образованием при этом мельчайших трещин, что также снижает предел выносливости. [24]
Усталостные трещины образуются также по следующим причинам. [25]
Усталостные трещины появляются без заметной пластической деформации. Профиль излома состоит из двух отчетливых областей: одна - гладкая и бархатистая является усталостной зоной, вторая - грубошероховатая и кристаллическая - зоной мгновенного разрушения. Первая область образуется в течение многих циклов. В результате применения переменных нагрузок поверхности усталостной трещины сглаживаются из-за трения между двумя поверхностями трещины. Та часть материала, которая разрушается мгновенно, имеет грубую зернистую поверхность, так как износ между поверхностями трещины в данном случае отсутствует. Для деталей, изготовленных из чугуна и многих цветных металлов, усталостная зона имеет вид грубой кристаллической поверхности, а зона мгновенного действия - гладкую поверхность. [26]
Усталостная трещина всегда возникает в той точке металла, где отношение местного напряжения к пределу выносливости металла самое низкое. Обычно эти точки находятся на поверхности детали. Объясняется это тем, что прочность металла по его поперечному сечению сравнительно одинакова, а максимальное напряжение при кручении или изгибе находится в крайних волокнах. Иная картина наблюдается при наличии трещин или других металлургических дефектов внутри материала. Эти дефекты приводят к понижению прочности материала в окрестности дефекта. В результате внутри детали развивается трещина, которая распространяется как в направлении к поверхности, так и к центру детали. [27]
![]() |
Распределение напряжений, возникающих при качении со скольжением. [28] |
Усталостная трещина появляется, когда максимальные подповерхностные касательные напряжения превосходят предел выносливости материала, а развивается параллельно поверхности. В конечном итоге усталостная трещина приводит к отделению части металла и образованию оспинки выкрашивания. При реверсивном воздействии напряжений усталостные трещины развиваются по нормали к поверхности в глубь металла. В идеальной атомной решетке, свободной от приложенных или остаточных напряжений, атомы находятся в равновесном состоянии под действием внутренних сил. Однако реальная атомная решетка металлов геометрически несовершенна из-за наличия в ней местных дислокаций. Приложенные внешние силы приводят к перемещению атомов в новые положения, что вызывает пластическую деформацию и наклеп. Увеличение пластической деформации за предел текучести приводит к возникновению и развитию трещин. Масло, попадаемое в трещину, играет роль гидравлического клина, ускоряющего процесс развития трещины. [29]
Усталостные трещины, являющиеся основным видом повреждения рамы, зарождаются преимущественно у края полок или у отверстий под заклепки, развиваясь примерно в перпендикулярных к кромкам направлениях. На лонжеронах эти трещины быстро прогрессируют и приводят к полной поломке. На поперечинах зародившиеся при сравнительно небольшом пробеге ( иногда 5 - 10 тыс. км) трещины часто не развиваются дальше или весьма медленно увеличиваются на длительном пробеге. Это, по-видимому, объясняется технологическим первоначальным перенапряжением материала, которое дает более высокие концентрации напряжений на поперечинах, чем на лонжеронах, при внешних воздействиях. После образования трещины на поперечине, это напряжение снимается. [30]