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.

ДЕФОРМИРОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ (часть 3)

Исследование кинетики изменения деформации особенно важно для мягкого режима нагружения, когда может иметь место и квазистатическое и усталостное разрушение; при жестком режиме нагружения, когда уровень деформации ограничивается, почти всегда имеет место усталостное разрушение. Для циклически упрочняющегося материала ширина петли гистерезиса уменьшается с увеличением числа полуциклов, а суммарная пластическая деформация стремится к некоторой предельной величине. При таком характере деформирования увеличивается вероятность усталостного разрушения. Для циклически стабильного материала, для которого ширина петли остается постоянной, при условии, что ширина петли в четном полу цикле больше, чем в нечетном, наблюдается одностороннее накопление пластической деформации, которое приводит к квазистатическому разрушению. Для циклически разупрочняющихся материалов характерно увеличение как ширины петли, так и суммарной пластической деформации, причем деформации могут накапливаться в обоих направлениях действия нагрузки. При квазистатическом разрушении имеет место существенное накопление пластических деформаций, при переходе к усталостному разрушению величина накопленных деформаций резко падает. Результаты, полученные при исследовании закономерностей циклического деформирования металлов, используются для расчета напряженного состояния неоднородно напряженных конструктивных элементов (кручение, изгиб, концентрация напряжений) и для формулирования критериев разрушения, которые представляются в виде кривых малоцикловой усталости. 2. Кривые малоцикловой усталости. В зависимости от режима испытания (мягкий или жесткий) кривые малоцикловой усталости строят соответственно либо в координатах максимальное или амплитудное значение разрушающих напряжений или нагрузки; амплитудное значение разрушающих деформаций или перемещений — число циклов до разрушения. Кривые усталости могут быть представлены в этом случае в равномерном, полулогарифмическом или двойном логарифмическом масштабе, как это делается при построении кривых многоцикловой усталости. Для описания подобных кривых в области усталостного разрушения используются те же уравнения, что и при многоцикловой усталости. При жестком нагружении может быть только усталостное разрушение с образованием трещин, так как по условиям испытания накопление деформаций отсутствует. На основе обобщения большого количества экспериментальных данных для сталей, жаропрочных сплавов, алюминиевых и титановых сплавов была предложена следующая универсальная формула. Первый член этого уравнения описывает амплитуду предельной пластической деформации, второй — амплитуду предельной упругой деформации. Существуют методы пересчета кривых усталости, полученных при мягком режиме нагружения, в кривые усталое при жестком режиме нагружения. Одна из схем такого пересчета, основанная на предположении, что усталостное разрушение при испытаниях по жесткому режиму происходит, когда напряжения достигнут значений предельных амплитуд напряжений при мягком нагружении. Для некоторого начального напряжения и соответствующей ему деформации, при жестком нагружении напряжения достигают разрушающих значений для упрочняющегося материала в точке I (число циклов до разрушения N), для разупрочняющегося материала — в точке II (число циклов до разрушения N2) и для циклически стабильного материала — в точке III (число циклов до разрушения N3). Опустив перпендикуляры из точек I, II, III до пересечения с прямой соответствующей деформации, получим точки I', II', III', лежащие на кривых усталости 1, 2 и 3, при жестком нагружении. 3. Термическая усталость. Под термической усталостью понимается усталость металлов при малом числе циклов напряжений, вызванных циклическими колебаниями температуры. Представим себе стержень, жестко защемленный по концам, который периодически нагревается до температуры t1 и охлаждается до температуры t2.