Настоящее немецкое качество!
Продукция FUNKE заслуживает внимания и высокого одобрения. Настоящее немецкое качество. Специалист по проектированию и монтажу систем наружного водопровода и канализации. Антонов А.С.

ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ С УСТАЛОСТНЫМИ ТРЕЩИНАМИ (часть 1)

Исследование развития усталостных трещин имеет практическую важность с двух точек зрения. Во-первых, в деталях с концентраторами и в деталях больших размеров период развития видимой усталостной трещины занимает до 50% общей долговечности детали. В связи с этим необходимо знать закономерности развития таких трещин, чтобы правильно определить ресурс детали. Во-вторых, усталостная трещина является острым концентратором напряжения, что в совокупности с понижением температуры и приложением динамических нагрузок увеличивает вероятность хрупкого разрушения. При этом следует также учитывать, что в некоторых весьма ответственных конструкциях гарантировать отсутствие технологических и усталостных трещин практически невозможно. В том случае, если критическое значение размера трещины для образца заданных размеров является величиной постоянной и не зависящей от уровня приложенной нагрузки, числа циклов нагружения и изменения условий испытания, то разрушение будет иметь место в точках 1—3. Если предположить, что разрушение будет иметь место при неизменных значениях средних действительных напряжений (с учетом ослабления сечения образца трещиной), то оно произойдет в точках 1', 2', 3'. В этом случае меньшим номинальным напряжениям будут соответствовать большие значения. Когда в процессе циклического нагружения происходит разупрочнение материала, разрушение произойдет в точках 1", 2" и 3". При этом следует учитывать, что относительная величина критического размера трещины существенно зависит от напряжений абсолютных размеров поперечного сечения, температуры, скорости приложения нагрузки и других факторов, не говоря уже о свойствах материала. Таким образом, для определения прочности и долговечности деталей с усталостными трещинами необходимо располагать методами, позволяющими рассчитывать критические значения усталостных трещин для различных материалов с учетом их свойств, режима нагружения, действующих напряжений, температуры, размеров образца и т. п. и знать закономерности развития усталостных трещин в процессе их стабильного развития. 1. Методы определения критических значений трещин Исследованию предельного состояния тел с трещинами в последнее время уделяется большое внимание. Одним из первых исследований в этой области была работа Гриффитса, который рассмотрел условия разрушения равномерно растянутой пластинки единичной толщины с эллиптической трещиной размером 21. Для решения этой задачи использовался энергетический метод. Первоначально полная энергия пластины растет с увеличением длины трещины. Это свидетельствует о том, что рост трещины может происходить только при увеличении напряжений. В таком случае имеет место стабильный рост трещины. При увеличении размеров трещины до 21к дальнейший рост трещины происходит за счет запаса упругой энергии без дополнительного увеличения напряжений. Такое развитие трещины называется нестабильным. Оно характерно для хрупкого разрушения. Размер трещины, соответствующий переходу к ее нестабильному развитию, может быть найден из условия.