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.

ТЕОРИИ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ (часть 3)

Неупругость металлов исследуется или прямым методом, когда в процессе циклического нагружения с заданной частотой фиксируется петля динамического гистерезиса, или косвенными методами, когда основные характеристики петли гистерезиса рассчитываются по изменению амплитуды свободных затухающих колебаний, по нагреву образца (калориметрический метод), по форме и размерам резонансной кривой, по сдвигу фаз между сигналами напряжений и деформаций при циклическом нагружении и т. п. Неупругость проявляется в широком диапазоне напряжений и ее физическая природа при различных напряжениях различна. При напряжениях, значительно ниже предела выносливости, неупругость обусловлена релаксационными и другими процессами, связанными с несовершенствами реального кристаллического тела (дислокации, атомы внедрения, включения, границы зерен), а также термоупругим, магнитоупругим и другими эффектами. В области напряжений, равных и несколько выше предела выносливости металлов на базе 107 циклов, неупругость обусловлена в основном пластическим деформированием отдельных перенапряженных зерен металла. Эти петли гистерезиса следует отличать от петель пластического гистерезиса, имеющих место при малоцикловом нагружении, когда определяющим является процесс макро- пластического деформирования. В области многоцикловой усталости отсутствует значительное одностороннее накопление пластических деформаций даже при существенных асимметриях цикла. Величина неупругой деформации и рассеянной в материале энергии за цикл существенно зависит от свойств материала, величины напряжений и числа циклов нагружения. На типичных зависимостях неупругая деформация за цикл — число циклов нагружения, построенных по результатам испытания, можно выделить три периода. Первый период характерен тем, что в зависимости от свойств материала с увеличением числа циклов нагружения может происходить как увеличение, так и уменьшение неупругой деформации. Этот период назовем периодом стабилизации свойств. Во время первого периода для одних материалов наблюдается постепенное уменьшение величины неупругих деформаций, для других материалов такие деформации, наоборот, увеличиваются. Во время второго периода величина t либо монотонно увеличивается, либо остается неизменной, что имеет место при напряжениях, близких к пределу выносливости. Этот период назовем периодом разупрочнения. Для третьего периода при напряжениях выше предела усталости характерно существенное увеличение неупругой деформации, что свидетельствует об интенсивном накоплении усталостного повреждения и разрушении. Этот период назовем периодом разрушения. По характеру изменения неупругой деформации за цикл в зависимости от числа циклов нагружения при мягком режиме нагружения по аналогии с малоцикловым нагружением все металлы условно можно разделить на три класса: циклически разупрочняющиеся, для которых во время первого периода наблюдается увеличение неупругих деформаций (углеродистые стали); циклически стабильные, для которых во время первого и второго периодов наблюдается постоянство неупругой деформации (некоторые аустенитные стали, чугун); циклически упрочняющиеся, для которых во время первого периода наблюдается уменьшение неупругой деформации (чистые металлы в отожженном состоянии). Приведенное деление, по сравнению с состоянием при малоцикловом нагружении, еще более является условным и принадлежность к тому или иному классу зависит также от уровня напряжений, числа циклов нагружения и состояния металла.