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 5)

Некоторые теории из первой группы основаны на предположении о равенстве энергии, рассеянной в материале при циклическом нагружении, т. е. сумм энергии разрушения при статическом нагружении. Условие соответствует экспериментальным данным, как было показано выше, лишь в области весьма высоких напряжений. При напряжениях, близких к пределу выносливости, суммарная энергия рассеянная при циклическом нагружении существенно больше, чем энергия разрушения при статическом нагружении. Это учитывается условием, предложенным Морроу. В других теориях в качестве критерия усталостного разрушения принимается скрытая теплота плавления (В. С. Иванова), энергия упрочнения при циклическом деформировании (JI. В. Муратов, Мартин) и т. п. В некоторых случаях для малоцикловой и многоцикловой усталости уравнения имеют один и тот же вид. Если действительные напряжения на поверхности образца соответствуют пределу усталости при растяжении — сжатии, то номинальные напряжения, которые обычно подсчитываются при испытаниях на усталость при изгибе, будут несколько выше. На основе учета этого фактора и строятся теории второй группы. Анализ влияния пластических деформаций на соотношение пределов усталости при растяжении и изгибе, при кручении тонкостенных и сплошных стержней, гладких и надрезанных образцов, образцов с различной формой поперечного сечения в предположении различных законов деформирования материалов выполнен в работе Мартина. Он свидетельствует о том, что учет этого влияния дает результаты, качественно совпадающие с экспериментом. Однако, как показывают экспериментальные исследования при напряжениях, равных пределу выносливости на базе 107 циклов, уровень неупругих циклических деформаций весьма мал и не может привести к такой разнице пределов выносливости при растяжении — сжатии и изгибе, которая наблюдается экспериментально для металлов. Расчеты проводились для значений, соответствующих пределам выносливости при растяжении на различных базах. Данные показывают, что относительная разница между пределами выносливости на базе 107 циклов при изгибе и растяжении, обусловленная циклическими неупругими деформациями, не превышает 5%, что значительно ниже, чем наблюдается в эксперименте. Исключение составляют лишь некоторые высокопластичные, аустенитные и малолегированные стали. При напряжениях, соответствующих долговечностям 104—106 циклов, эта разница весьма существенна и ее необходимо учитывать. При высоких температурах для сплавов при напряжениях, равных пределу усталости, на базе 107 циклов уровень циклических пластических деформаций недостаточно высок, чтобы закономерности влияния концентрации напряжений и вида напряженного состояния могли быть количественно объяснены на основе учета разницы действительных и номинальных напряжений. Очевидно, определяющим в этом случае является влияние градиента напряжений, роль которого до настоящего времени не получила научного объяснения. 3. Градиентальные, технологические и другие теории. В данном случае более правильно говорить не о теориях, а лишь о частных предположениях, дающих возможность объяснить некоторые закономерности усталостного разрушения металлов. Градиентальные теории преследуют цель объяснить экспериментальные данные по увеличению предела выносливости металлов с увеличением градиента напряжений. Повышение пределов выносливости с увеличением градиента напряжений объясняется тем, что при больших градиентах напряжений внутренние слои металла менее напряжены и оказывают «поддерживающее» влияние на наружные слои, а также тем, что усталостная трещина, развиваясь в глубь металла, попадает в менее нагруженные области.