Форма - цикл - нагружение
Cтраница 3
В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня KIKC, диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 48.5, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала н механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается в сравнении с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствии проявления механизма анодного растворения металла, или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [31]
 |
Основные типы диаграммы коррозионно-усталостного разрушения. Пунктирными линиями обозначены диаграммы в случае испытаний в. [32] |
В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня KI W диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 42.5, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала и механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается в сравнении с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствии проявления механизма анодного растворения металла, или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [33]
Материал в состоянии I разрушается хрупко по границам фаз с формированием фасеточного рельефа излома при треугольной и трапецеидальной форме цикла его нагружения в малоцикловой области неизменно. Материал в состоянии II проявляет чувствительность к условиям нагружения, и переход от его нагружения по треугольной форме цикла к нагружению ( типичному для условий работы дисков двигателя в эксплуатации) с выдержкой под максимальной нагрузкой вызывает смену механизма его разрушения с вязкого внутризерен-ного на хрупкий межсубзеренный. Материал в состоянии III при обеих формах цикла нагружения неизменно разрушается вязко внутризеренно с формированием в изломе преимущественно бороздчатого рельефа. [34]
Помимо перечисленных элементов конструкции и материалов имеет место длительное воздействие во время стоянки воздушного судна на стойки шасси. Стойки изготавливают из титановых сплавов, средне - и высокопрочных сталей. Поэтому для указанной группы материалов проблема влияния формы цикла нагружения на скорость роста усталостных трещин является также актуальной. [35]
С учетом изложенного целесообразно также уточнить различие в процессах водородного охрупчнвания и пароводяной коррозии. Наличие слоистого магнетита па участках пароводяной коррозии свидетельствует о существовании условий для периодически повторяющихся процессов повреждения окиспого слоя н образования новой пленки при контакте обнаженной поверхности металла с котловой водой. Очевидно, различие в особенностях протекания пароводяной и водородной коррозии связано с разными значениями частоты и амплитуды термоциклического нагружения, а также с различиями в форме циклов нагружения. Как известно, с увеличением амплитуды циклических напряжений коррозионная усталость усиливается. С ростом частоты долговечность стали в воздухе возрастает, что объясняют запаздыванием деформации по отношению к изменению напряжений и уменьшением общего времени упругопла-стпческой деформации. [36]
 |
Основные типы диаграммы коррозионно-усталостного разрушения. Пунктирными линиями обозначены диаграммы в случае испытаний в инертной среде. [37] |
Кты K ] SCC наблюдается резкое ускорение роста трещины с последующим выходом на пологий или даже горизонтальный участок в зависимости от того, какой вид диаграммы характерен для термического растрескивания данной системы. В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня К1жс диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 4.14, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала и механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается по сравнению с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствие проявления механизма анодного растворения металла или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [38]
Цикл нагружения ЗК состоит из первоначального возрастания максимального уровня эквивалентного напряжения при запуске редуктора с наложением на этот уровень асимметричного нагружения от контакта зубьев работающего колеса. Сами зубья подвергаются изгибу. Максимальный уровень напряжения от изгиба работающих зубьев реализуется у их основания во впадине. Особенность формы цикла нагружения зубьев заключается в его несимметричности. [39]
Во втором цикле нагружения ( рис. 4.28, в) наблюдается аналогичная картина, с той лишь разницей, что абсолютные величины деформации ползучести для всех рассматриваемых режимов становятся меньше соответствующих величин первого цикла. Это обстоятельство связано с эффектом упрочнения материала при исходном деформировании. Однако с дальнейшим ростом числа циклов нагружения ( Лг 4, рис. 4.28, г и N 5, рис. 4 28, д) развитие деформации циклической ползучести для двух наиболее напряженных из рассматриваемых режимов нагружения ( кривые 3 и 4) усиливается, поскольку материал оказывается уже достаточно поврежденным ( в этих случаях Np 5 - - 6 циклов), в то время как для других двух режимов ( кривые 1 и 2) характерным остается уменьшение ет. Из этих данных видно, что вместе с уровнем действующих напряжений и формой цикла нагружения на характер развития деформации ползучести в течение выдержек с наложением на них ( или без наложения) высокочастотных напряжений оказывает существенное влияние и уровень накопленного в материале к данному моменту повреждения. [40]
В образцах из диска № II, который наработал в эксплуатации более 12000 ч без образования в нем усталостных трещин, процессы усталостного разрушения при разных формах цикла нагружения были различными. Доля участков излома с усталостными бороздками не превышала 5 %, как и в случае развития трещин в образцах из диска № I при обеих формах цикла нагружения. [41]
Представлены методологические основы установления предельного состояния элементов конструкции ВС гражданской авиации и их силовых установок. Изложены принципы использования методов и средств иеразрушающего контроля на разных этапах эксплуатации ВС с учетом их разрешающей способности. Интегрированы в единую методологию представления физики металлов, мезомеханики разрушения, фрактографии и синергетики о процессах роста усталостных трещин, позволившие ввести единое их описание для сплавов на основе Al, Ti, Fe, Ni и Mg. Обсуждены и систематизированы синерге-тические критерии, принципы, модели, методы и способы управления ростом усталостных трещин в элементах конструкций при одноосном, асимметричном многоосном синфазном и несинфазном нагружении, а также комплексном температурном, разночастотном и агрессивном воздействии окружающей среды. Особое внимание уделено влиянию формы цикла нагружения на процесс разрушения, включая длительную выдержку при постоянной нагрузке сплавов Ti и Ni. Изложена методология определения длительности роста усталостных трещин в эксплуатации, на основе которой в результате анализа, измерений и систематизации параметров рельефа излома обобщены закономерности роста усталостных трещин в титановых дисках компрессоров двигателей, дисках турбин, лопатках из сплавов Al, Ti и Ni, в лопастях несущих и воздушных винтов, в сосудах под давлением, в зубчатых колесах и корпусах редукторов вертолетов, в стыковочных болтовых узлах, шлицевых соединениях, валах, силовых элементах конструкции планера, рычагах, а также в элементах конструкции стоек шасси самолета. [42]
 |
Зависимость скорости распространения трещины v от частоты нагружения f стали 00X12НЗД при испытании на воздухе ( / и в воде ( / / [ 72 с. 15 - 21 ]. ДК, МПа - м1 а. / - 14. 2 - 20. 3 - 28. [43] |
С 14 МПа м1 / 2 кривые зависимости скорости роста усталостной трещины от частоты нагружения в воздухе и воде почти параллельны. Это свидетельствует о том, что во всем исследованном частотном диапазоне вода несколько снижает скорость развития трещины, по-видимому, из-за образования пассивных пленок. При низких частотах вода ускоряет рост трещены, а при высоких - замедляет по сравнению с испытанием g в воздухе. При высоких уров - § - w нях напряжений усиливается роль формы цикла нагружения. [44]
Страницы: 1 2 3