Формирование - усталостная бороздка
Cтраница 1
Формирование усталостных бороздок в рассматриваемом направлении роста трещины в точности соответствует числу циклов приложения нагрузки. Промежуток между участками с усталостными бороздками следует относить к одному циклу переменного нагружения. [2]
Формирование усталостных бороздок связано с развитием трещины в области скоростей выше 5 1СГ8 м / цикл применительно к сплаву ВТЗ-1. Сопоставление приведенных выше данных о диапазоне скоростей роста трещины, соответствующих появлению определенной морфологии рельефа, с приведенными в табл. 42 данными о размерах соответствующих участков излома приводит к выводу о том, что развитие усталостной трещины происходило в условиях многоциклового переменного нагружения, которое связано с воздействием на него вибрационных нагрузок. Выявленное закономерное чередование фасеточного и бороздчатого рельефов усталостного излома обусловлено чередованием уровня амплитуды вибрационных напряжений при значительной асимметрии цикла: фасеточный рельеф соответствует низкому уровню амплитуды напряжений, а бороздчатый и далее ямочный рельеф - более высокому уровню амплитуды напряжений. Подтверждением такого характера нагружения при росте усталостной трещины служит зона вытягивания, выявленная на некоторых участках разрушения в местах перехода от фасеточного к ямочному рельефу излома. [3]
Формирование усталостных бороздок при глобулярной структуре является фрагментарным при низких частотах нагружения, но тем не менее достаточно характерным процессом для роста трещины на II стадии разрушения. Возрастание частоты приводит к еще большей локализации и разрозненности участков излома с усталостными бороздками. Они плохо выявляются и при достижении частоты 900 Гц едва заметны в изломе при использовании большого увеличения микроскопа вплоть до 50 000 крат с разрешением не менее 0 09 мкм. [4]
Начало формирования усталостных бороздок в исследованных сплавах Д1Т и Д16Т связано с величиной щага усталостных бороздок 0 1 мкм, а в сплаве АВТ - с величиной 0 32 мкм. [5]
Описанные закономерности формирования усталостных бороздок позволяют дать объяснение многим закономерностям процесса роста трещин при регулярном и нерегулярном нагружении. [6]
Сам факт формирования усталостных бороздок еще не может быть признан характеристикой регулярности сформированного рельефа излома, поскольку величины шага могут быть существенно различны, если различна по уровню максимального напряжения и его размаха последовательность циклов приложения нагрузки. В каждом конкретном случае на спектре существуют пики, соответствующие не только периодической структуре излома, но и индивидуальным помехам и шумам. Достоверными пиками можно считать те, которые присутствуют в большинстве Ф - спектров, которые получены с нескольких участков ( в нескольких сечениях) в пределах анализируемой фасетки излома. Пример такого анализа приведен на рис. 4.6. Здесь показаны части Ф - спектров, полученных с трех различных участков поверхности излома, соответствующих анализу строки изображения вдоль гребенчатой структуры рельефа в виде блока усталостных бороздок. Участок спектров соответствует диапазону размеров от 0 597 до 0 996 мкм. Под спектрами указаны размеры или диапазоны размеров периодических структур, соответствующих пикам на большинстве Ф - спектров, существенно превышающих уровень Ф - спект-ра от шумов. [7]
 |
Закономерность изменения шага усталостных бороздок 6 в направлении роста трещины вдоль малой оси фронта трещины а для совокупности исследованных дисков, данные о которых приведены в. [8] |
Причем закономерность формирования усталостных бороздок с шагом более 0 3 мкм отвечает области малоциклового усталостного разрушения. [9]
Существующие модели формирования усталостных бороздок ( как было указано выше) не учитывают отмеченного явления и не позволяют объяснить увеличение шага усталостных бороздок при увеличении отрицательной асимметрии цикла нагружения. Более того, эти модели не позволяют объяснить появление дискретных сигналов АЭ на нисходящей ветви цикла нагружения. Перед вершиной трещины материал находится под действием сжимающих напряжений. [10]
Изложенная модель формирования усталостных бороздок объясняет результаты регистрации сигналов АЭ в полуцикле нагружения и разгрузки образца, связывает их с процессом упругого и упругопластического разрушения. Она позволяет объяснить увеличение скорости роста усталостной трещины при возрастании отрицательной составляющей цикла по модулю, а также изменение профиля бороздок на переходных режимах нагружения. Недостатком модели является невозможность учета затупления трещины в ее вершине, которое может происходить при возрастании уровня нагрузок в переходных режимах. Анализ моделей затупления трещины в полу цикле нагружения образца [ 228 и др. ] свидетельствует о том, что они предложены на основании исследований усталостных бороздок, шаг которых превышает несколько микрометров. Лейерд [264] изучал усталостные бороздки на световом микроскопе и относил свою модель к бороздкам, шаг которых составил более 10 мкм. О схеме Линча [266] можно сказать, что она относится к чистому алюминию ( 99 99 %) и высокочистому сплаву А1 - 6 2 Zn-29 Mg, в которых выявлены усталостные бороздки величиной 20 мкм и более. [11]
Изложенная модель формирования усталостных бороздок объясняет результаты регистрации сигналов АЭ в обоих полуциклах нагружения образца, связывает их с процессом упругого и упру-гопластического разрушения материала. [13]
Каскад мезотуннелей на ртадии формирования усталостных бороздок образуется под действием нормального раскрытия берегов трещины с небольшими смещениями берегов относительно друг друга в направлении роста трещины. Независимо от способа рассеивания энергии в результате деформации и разрушения перемычек между мезотуннелями они представляют собой области, которые препятствуют локальному раскрытию и смещению берегов трещины относительно друг друга. В результате этого происходит упругое раскрытие вершины трещины в локальной зоне фронта применительно к каждому мезотуннелю. В этот момент все перемычки между мезотуннелями разрушены, и материал имеет возможность однородно деформироваться вдоль всего ее фронта. [14]
С целью анализа закономерности формирования высокопластичных усталостных бороздок, шаг которых превышает обычно наблюдаемую предельную величину 4 4 мкм, были проведены усталостные испытания образцов с несквозными трещинами при увеличении нагрузок в каждом последующем цикле нагружения. Первоначально выращивали усталостную трещину при напряжении 190 МПа, а далее уровень максимальных напряжений увеличивали в каждом цикле приложения нагрузок двумя способами: сохранением неизменной величины минимального напряжения цикла; сохранением постоянной амплитуды напряжений. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5