Свободные поверхности тел

Свободные поверхности тел препятствуют развитию усталостных трещин, так как имеют более высокий местный расход энергии. Следовательно, трещины в телах, характеризующихся минимальным отношением поперечного сечения к длине поверхностных слоев, распространяются с большей трудностью и в основном большими хрупкими скачками, причем фронт трещины имеет форму лагуны. Скорость распространения трещины на поверхности тела меньше. Эффект деформационного упрочнения в субповерхностном слое, обусловленный применяемой технологией производства, приводит к отклонению основного направления развития трещины. Факторы размера и формы существенно усложняют применение результатов, полученных на простых плоских образцах, для определения долговечности реальных конструкций. На влияние размера и формы может быть наложено влияние предыстории нагружения. Запутанный характер скачков и ступеней усталостной трещины требует исследования динамики, а не механики разрушения в статическом понимании.

Все рассмотренные причины указывают на необходимость проведения сложной фрактографии и исследования накоплений эксплуатационного рабочего повреждения в сложных крупномасштабных конструкциях, а также в элементах, подвергаемых усталостному нагружению. Как эффект сочетания макродефектов с конструкционными надрезами, так и эффект хрупких скачков во время развития процесса усталостных разрушений приводят к большому разбросу долговечностей реального тела. Исследование последнего было частью анализа надежности, и соответствующее испытание включало испытание нескольких идентичных одинаковых конструкций крыла. По морфологии поверхности трещины после разрушения можно определить влияние деформационно-упроченного поверхностного слоя основной части тела, определяющего направление ограничения развития фронта пластического течения в главной части лонжерона. Можно проверить существование критической толщины упроченного слоя, направляющего фронт пластического течения приблизительно к центру главной части лонжерона.