Технология комплексного исследования разрушения деформированных металлов и сплавов в разных условиях нагружения. Пачурин Г.В - 64 стр.

UptoLike

63
7.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИН И ПОСТРОЕНИЕ
КИНЕТИЧЕСКИХ ДИАГРАММ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ (КДУР)
Как было отмечено выше (гл. 1), развитие трещины характеризуется ки-
нетической диаграммой усталостного разрушения (КДУР), представляющей
собой (рис. 1.23) S-образную кривую зависимости скорости роста трещин
da/dN от размаха коэффициента интенсивности напряжений (КИН). Слева
диаграмма ограничена пороговым значением КИН - К
th
, а справа - критиче-
ским значением КИН при уcталости К
1f
. КДУР принято делить на три участка:
1, припороговый (стадия зарождения магистральной трещины), 2, средний
(автомодельный рост трещины) и 3, соответствующий значительному ускоре-
нию роста трещины.
Более полно изучен 2 (средний) участок КДУР, описываемый в логариф-
мических координатах линейной зависимостью Пэриса-Эрдогана [5, 6]
da/dN = C·К
n
, (7.1)
где а - длина трещины, м; N - число циклов нагружения; C - постоянный ко-
эффициент; n - показатель степени; К = К
max
- К
min
- амплитуда КИН,
МПа
М
.
Учитывая
сложный
характер
полной
КДУР
,
можно
понять
многочислен
-
ные
попытки
её
описания
единой
аналитической
зависимостью
,
включающей
асимметрию
цикла
нагружения
и
позволяющей
описывать
скорость
распро
-
странения
трещин
во
всём
диапазоне
∆К
от
К
th
до
К
1fc
[7].
Различные
среды
приводят
к
ускорению
развития
усталостных
трещин
с
разной
интенсивностью
.
Наибольшее
ускорение
акселерации
трещины
имеет
место
при
интенсивности
напряжений
,
близкой
к
пороговому
значению
К
th
.
Фиксация
момента
появления
усталостных
трещин
и
замер
последующе
-
го
развития
при
комнатной
температуре
осуществлялись
с
помощью
фазосин
-
хронизатора
и
оптического
микроскопа
(
х
37)
со
стробоскопическим
освеще
-
нием
(
рис
. 7.2).
Рис. 7.2. Схема оптического наблюдения поверхности цилиндрического
образца в процессе усталостных испытаний с применением фазосинхронизатора
и стробоскопического освещения:
1 - образец; 2 - микроскоп; 3 - лампа стробоскопическая;
4 - стробоскоп; 5 - фазосинхронизатор
 7.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИН И ПОСТРОЕНИЕ
КИНЕТИЧЕСКИХ ДИАГРАММ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ (КДУР)

     Как было отмечено выше (гл. 1), развитие трещины характеризуется ки-
нетической диаграммой усталостного разрушения (КДУР), представляющей
собой (рис. 1.23) S-образную кривую зависимости скорости роста трещин
da/dN от размаха коэффициента интенсивности напряжений (КИН). Слева
диаграмма ограничена пороговым значением КИН - Кth, а справа - критиче-
ским значением КИН при уcталости К1f. КДУР принято делить на три участка:
1, припороговый (стадия зарождения магистральной трещины), 2, средний
(автомодельный рост трещины) и 3, соответствующий значительному ускоре-
нию роста трещины.
     Более полно изучен 2 (средний) участок КДУР, описываемый в логариф-
мических координатах линейной зависимостью Пэриса-Эрдогана [5, 6]
                              da/dN = C·∆К n,                                (7.1)
где а - длина трещины, м; N - число циклов нагружения; C - постоянный ко-
эффициент; n - показатель степени; ∆К = Кmax - Кmin - амплитуда КИН,
МПа М .
     Учитывая сложный характер полной КДУР, можно понять многочислен-
ные попытки её описания единой аналитической зависимостью, включающей
асимметрию цикла нагружения и позволяющей описывать скорость распро-
странения трещин во всём диапазоне ∆К от Кth до К1fc [7].
     Различные среды приводят к ускорению развития усталостных трещин с
разной интенсивностью. Наибольшее ускорение акселерации трещины имеет
место при интенсивности напряжений, близкой к пороговому значению Кth.
     Фиксация момента появления усталостных трещин и замер последующе-
го развития при комнатной температуре осуществлялись с помощью фазосин-
хронизатора и оптического микроскопа (х37) со стробоскопическим освеще-
нием (рис. 7.2).




          Рис. 7.2. Схема оптического наблюдения поверхности цилиндрического
      образца в процессе усталостных испытаний с применением фазосинхронизатора
                              и стробоскопического освещения:
                   1 - образец; 2 - микроскоп; 3 - лампа стробоскопическая;
                            4 - стробоскоп; 5 - фазосинхронизатор


                                      63