Фронт - усталостная трещина
Cтраница 2
Около фокуса разрушения формируется ( см. рис. 16.1) очаг разрушения - зона с гладкой и блестящей поверхностью, образованной многократным соприкосновением и относительным смещением поверхностей разрушения. К очагу разрушения прилегает основная усталостная трещина - зона разделения материала, на которой видны следы продвижения фронта усталостной трещины ( усталостные линии), являющиеся следствием изменения направления развития трещины или изменения уровня переменных напряжений. [16]
Роль структурных составляющих различна на разных стадиях развития трещины. Так, в стадии равномерно ускоренного разрушения ( первая стадия) частицы избыточных фаз вызывают только локальные изменения фронта усталостной трещины или совсем не изменяют его, не влияя на скорость развития трещины. Вокруг таких частиц иногда образуются микролокальные очаги усталостных микротрещин. [17]
Различное влияние вида загрязненности на циклическую долговечность и Кс объясняется разной физической природой этих характеристик. Если циклическая долговечность суммарно оценивает процессы зарождения и развития трещин, то величина Кс, хотя и называемая сопротивлением распространению трещин, фактически оценивает только напряжения, приводящие к нестабильному распространению трещин в пластической зоне впереди фронта предварительно наведенной усталостной трещины. [18]
 |
Диаграммы нагрузка - смещение, полученные при сравнительных испытаниях на вязкость разрушения стали с 9 % Ni и сплава Fe - 12Ni - 0 25Ti при 77 К. [19] |
На рис. 2 показаны три образца после испытаний на вязкость разрушения. Из рассмотрения этого рисунка четко видна высокая пластичность сплава Fe-12 Ni-025 Ti. Эти фрактограммы сняты с участков вдоль центральной линии образца немного впереди фронта заранее выращенной усталостной трещины. Приведенные фрактограммы показывают, что рост трещины в центральном участке ее фронта в стали с 9 % Ni и в сплаве Fe-12 Ni-025 Ti, обработанном по режиму 1, происходит полухрупким образом путем квазискола. [20]
Фронт усталостной трещины ( линии 1 - 1 - 10 - 10) вначале имеет вид слегка выпуклых в направлении движения неровных линий, пересекающих линии а-а и б-б. По мере движения трещины выпуклость фронта постепенно увеличивается, причем концы трещины постепенно загибаются вперед. Изгиб концов трещины тем заметнее, чем шире становятся скошенные кромки. К концу разрушения фронт усталостной трещины приобретает сложную зигзаобразную конфигурацию. [21]
По данным работы [134], если в процессе обычной усталости возникает только поверхностная трещина, при контактной - питтинги, образуются ямки выкрашивания, то для контактно-механической усталости характерно комплексное повреждение - усталостная трещина в зоне образования питтингов. Поскольку возможно развитие множества питтингов, то и первичные микротрещины обычной усталости, зарождающиеся на их дне, оказываются множественными. Таким образом развивается многоочаговый ( многопластный) излом. При этом плоскость фронта усталостной трещины не обязательно перпендикулярна оси образца, как это наблюдается при обычной усталости. [22]
Поддержание устойчивости прироста усталостной трещины в цикле нагружения, что отражается в сохранении постоянства величины шага усталостных бороздок, связано с высокой стабильностью системы. Даже неравномерность распределения энергии вдоль фронта распространяющейся трещины не оказывает существенного влияния на величину прироста трещины в цикле нагружения. Более того, имеет место ситуация, когда на возрастающей длине трещины происходит дискретный переход на меньший уровень шага усталостных бороздок. Фактически у кончика трещины происходит резкое снижение темпа формирования свободной поверхности в локальном объеме материала, если в соседних объемах произошло резкое проскальзывание трещины, и часть всей сообщенной материалу энергии циклического нагружения перераспределилась по зонам или участкам вдоль фронта трещины. Формирование фронта усталостной трещины имеет волнообразный характер. Это волновой процесс нарастания и убывания величин скачков трещины, когда наиболее типичной ситуацией является поддержание темпа прироста усталостной трещины в локальном объеме материала на одном уровне с нулевым ускорением. [24]
V, раздел 9) это подразумевает, что податливость ( гл. IV, раздел 3) образца увеличивается с ростом трещины. Это изменение податливости означает, что изменяется локальное значение АК в вершине трещины, даже если приложенное переменное напряжение неизменно. Машины резонансного типа менее пригодны для изучения распространения трещины, так как изменение податливости образца с ростом трещины приводит к нарушению условий резонанса. Были предприняты попытки создать постоянство АК при распространении трещины путем соответствующего уменьшения амплитуды напряжения с ростом трещины, или испытания образца такой геометрии, что его податливость остается постоянной при увеличении длины трещины. Изменение АД с ростом трещины происходит настолько постепенно, что у вершины трещины всегда поддерживаются условия установившегося состояния, определяющего мгновенное значение АК. Были использованы несколько способов измерения длины трещины. В тонких пластинах длина трещины может измеряться визуально на боковых сторонах, но измерения длины трещины на поверхности образца становятся ненадежными с увеличением толщины образца, так как фронт усталостной трещины в толстых образцах изгибается по толщине аналогично туннельному развитию трещины при плоскодеформационном скачке ( гл. [25]
Страницы: 1 2