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 4)

Для стали характерно разупрочнение, которое имеет немонотонный характер. Для аустенитной стали при напряжениях, близких к пределу усталости, на базе 107 циклов наблюдается снижение неупругой деформации с увеличением числа циклов нагружения. При напряжениях, значительно превышающих предел усталости, сталь ведет себя как циклически разупрочняющийся материал. Для сопоставления характера деформирования металлов при статическом и циклическом нагружении строятся диаграммы циклического деформирования в координатах: амплитуда напряжения — амплитуда деформации. Начальные участки диаграмм деформирования при статическом и циклическом нагружении для циклических разупрочняющихся, стабильных и упрочняющихся металлов можно найти в справочниках. Различным числам предварительного нагружения, как это следует из приведенных выше результатов, соответствует своя зависимость. Напряжения, соответствующие переходу от упругого к неупругому участкам диаграммы будем называть пределом упругости при циклическом деформировании. Для характеристики интенсивности накопления усталостного повреждения в металлах при различных уровнях напряжений используется значение показателя, соответствующее значению напряжения на участке, когда оно не зависит от числа циклов нагружения. Если такой участок отсутствует, используется значение по умолчанию при числе циклов нагружения, равном 0,5 числа циклов до разрушения. В обоих случаях такое значение неупругой деформации будем называть стабилизированным значением неупругой деформации. Суммарная рассеянная энергия, наоборот, с увеличением числа циклов до разрушения (уменьшением напряжений) существенно возрастает. Только для некоторых материалов в области сравнительно малых долговечностей наблюдается независимость деформации от числа циклов до разрушения. Это свидетельствует о том, что с уменьшением величины переменных напряжений увеличивается часть рассеянной энергии, не связанной с процессом усталостного разрушения. Часть суммарной рассеянной энергии, которая не зависит от числа циклов до разрушения и может быть принята в качестве критерия усталостного разрушения. Для большинства материалов значения энергии остаются постоянными в широком интервале долговечностей. Теории усталостного разрушения, основанные на учете неупругости металлов, можно разделить на две группы. Первая группа теорий связывает величины необратимо рассеянной энергии и циклических неупругих деформаций (суммарные или за цикл) с величиной накопленного усталостного повреждения. Построение таких теорий преследует цель вывести уравнения, связывающие напряжения (или деформации) и число циклов до разрушения, и создать методы прогнозирования прочности и долговечности на больших базах, а также обосновать ускоренные методы определения предела выносливости. Вторая группа теорий учитывает разницу номинальных (подсчитанных без учета неупругих деформаций) и действительных напряжений в неоднородно напряженных образцах (изгиб, кручение, образцы с концентраторами напряжения), имеющую место при наличии циклических неупругих деформаций, и объясняет на основе этого различие пределов усталости в условиях однородного и неоднородного напряженных состояний, влияние на величину предела выносливости формы поперечного сечения детали, разницу теоретических и эффективных коэффициентов концентрации напряжений и т. п. Не имея возможности достаточно подробно рассмотреть эти теории, приведем лишь основные их положения.