Обоснование методов ступенчатого нагружения образцов с целью определения пределов пропорциональности при циклическом нагружении по результатам испытания одного образца, обеспечивающих их совпадение с пределами усталости и т. д. Типичным в этом случае является подход, сформулированный в работах Морроу. Им на основе некоторых предположений, связывающих энергию разрушения при статическом и циклическом нагружениях, было получено следующее уравнение кривой усталости: Такие кривые усталости обычно используются при разработке экспериментальных методов оценки накопления усталостного повреждения в конструкциях в процессе их эксплуатации с применением датчиков повреждения.Read more: Развитие методов построения начальных участков действительных диаграмм циклического деформирования
Пунктирные соответствуют области изменения пределов усталости ±5%. Приведенные на этом рисунке данные показывают, что для большинства исследованных материалов, за исключением сплавов на основе никеля, как в условиях однородного, так и неоднородного напряженных состояний (изгиб, кручение) имеет место довольно хорошая корреляция между пределом усталости и пределом пропорциональности при циклическом нагружении, найденных с точностью, указанной выше, что может быть использовано для ускоренного определения пределов усталости. Важно отметить, что при использовании принятой методики исследования имеет место хорошая корреляция и для результатов, полученных при изгибе и кручении.Read more: Создание аппаратуры для надежного измерения малых неупругих циклических деформаций
Рассмотрим более подробно каждую из сформулированных выше задач с использованием в основном результатов, полученных в последние годы в Институте проблем прочности. Давно было обращено внимание на тот факт, что для ряда металлов, в первую очередь сплавов на основе железа, при напряжениях, близких к пределу усталости, наблюдается интенсивное увеличение рассеяния энергии и неупругих циклических деформаций.Read more: Деформационные критерии усталостного разрушения металлов
Принципиальное отличие деформационных и энергетических критериев состоит в следующем: в первом случае предполагается, что усталостное повреждение обусловлено процессами, связанными с циклическими деформациями, а во втором — процессами, связанными с необратимым рассеянием энергии. В данной статье предпочтение отдается деформационным критериям.Read more: Мера усталостных свойств
Мера усталостных свойств выражается в виде минимального направляющего угла относительно фронта пластического течения, идущего впереди усталостной трещины, распространяющейся в основную часть лонжерона со стороны боковой кромки. Чем больше возрастает угол, по сравнению с какой-то минимальной величиной, соответствующей геометрии критического сечения, тем более вероятным становится внезапное квазихрупкое разрушение конструкции.Read more: Экспериментальная проверка предсказания