Длительность - рост - усталостная трещина
Cтраница 3
 |
Фрактограмма сплава В95 ( а, маркерный режим ( б с периодической перегрузкой ( псевдобороздчатость. [31] |
Современные достижения в области физики и механики разрушения позволяют, в рамках фрактографической экспертизы, перейти от качественных к количественным оценкам кинетики развития усталостных трещин. Основная задача, которая решается в настоящее время - это определение длительности роста усталостных трещин в деталях и элементах конструкций. Кроме того, при проведении исследований причин разрушений деталей и конструкций возникает необходимость решать и другую важную задачу, связанную с оценкой уровня номинальных разрушающих напряжений. [32]
Еще более эффективно использовать первую производную для этой зависимости. Эффективность такого контроля была подтверждена анализом поверхностей разрушения и оценкой по ним длительности роста выявленных усталостных трещин. Исследования закономерности изменения сигнала акустической эмиссии при возрастании скорости роста усталостной трещины ( см. рис. 1.256, е) в сталях показали, что на воздухе и в агрессивной коррозионной среде 3 % раствора NaCl в воде имеется аналогичная, устойчивая связь между ними. [33]
Соответствие механических характеристик материала требованиям чертежа указывало на то, что развитие трещин малоцикловой усталости обусловлено исчерпанием работоспособности дисков в условиях высокого уровня напряженности. Эта проблема была успешно решена в результате проведения комплекса исследований, включавшего в себя количественную фрактографическую оценку длительности роста усталостных трещин. [35]
При этом процесс формирования мезолинии достаточно отчетливо был виден, что позволило провести на их основе более полную оценку длительности роста усталостной трещины как применительно к П - участку ( без бороздок), так и к участку с формированием усталостных бороздок. [36]
Найденные соотношения и разработанная методология количественной фрактографии с учетом дискретности и автомодельности разрушения при возникновении локальной нестабильности позволяют с помощью микрофрактографических исследований решать важные инженерные задачи, связанные с оценкой по микрофракто-графическим параметрам скорости и длительности роста усталостной трещины по механизму нормального отрыва, определением эквивалентных напряжений, склонности материала к хрупкому разрушению в точках бифуркаций, соответствующих смене микромеханизма разрушения, с установлением пороговой энергии на единицу длины трещины в этих точках. Это позволило разработать единые для сплавов на данной основе фрактографические карты, объединяющие микро - и макропараметры разрушения. [37]
Блоки мезолинии усталостного разрушения характеризуют развитие трещины в каждом полете вертолета, как это было продемонстрировано выше применительно к вертолету Ми-2. Сопоставление длительности роста усталостных трещин в разных зонах для каждого вертолета свидетельствует о том, что первыми зародились трещины А1 и Б1 при реализованной ими длительности 950 и 1550 ч соответственно. [38]
Поэтому, например, для относительного радиуса 0 085 длительность роста трещины в зоне П - участка составила около 100 полетов, что должно быть увеличено почти в 5 раз и составить около 500 полетов. Представленная оценка почти совпадает с рассматриваемой длительностью роста усталостной трещины, поскольку в лопасти вертолета Ми-8 RA-25617 длительность роста трещины на длине около 12 мм составила не более 400 полетов. [39]
В результате расчета числа усталостных линий, выявленных наиболее четко с расстояния от очага разрушения около 5 5 мм, длительность роста трещины составила около 210 полетов. Имея в виду, что рост трещины происходил при последовательном возрастании расстояния между усталостными линиями, можно считать, что от очага разрушения трещина развивалась за каждый полет на величину не более 0 056 мм, что соответствовало средней ее величине на последующей длине 5 5 - 7 мм. Глубина трещины была взята несколько больше глубины залегания очага разрушения от коррозии под напряжением на глубину около 1 3 мм, поскольку граница зоны очага была неровной. В результате выполненных оценок длительности роста усталостной трещины видно, что от зоны коррозионного растрескивания материала до перехода к нестабильному разрушению длительность роста трещины составила около 280 ( 210 70) полетных циклов ее нагружения. [41]
Выдержка под нагрузкой добавляет в этот процесс ускорение по нарастанию доли межзеренного разрушения. В этом случае имеет место влияние на среднюю скорость роста трещины совместно процесса порообразования по границам зерен от ползучести и процесса внутризеренного разрушения с формированием усталостных бороздок. Во втором случае нагружения материала в области выше критических условий влияние изменения частоты нагружения, выдержки под нагрузкой и температуры не изменяет механизма формирования усталостных бороздок. Однако их количество полностью характеризует количество циклов нагружения образца, а следовательно, и разрушенного в эксплуатации элемента конструкции. Поэтому оценка длительности роста усталостных трещин по числу усталостных бороздок является корректной для практики. В этом случае может быть проведена оценка уровня эквивалентной деформации или напряжения по соотношениям, представленным в главе 4 настоящей книги. Решение прямой задачи моделирования роста трещин в условиях многофакторного воздействия оказывается более сложной проблемой. Необходимо использовать вид уравнения с различной величиной показателя степени у длины трещины на основе испытания образцов для различных материалов. [42]
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. [43]
Страницы: 1 2 3