Оглавление:
Природа усталостного разрушения
- Природа усталостной недостаточности. На самом деле. При изгибе или растяжении изделия с концентратором напряжений усталостное разрушение почти всегда наблюдается в неоднородном напряженном состоянии. Там, где напряжение больше всего, обычно на поверхности, есть трещины, которые постепенно расширяются
вглубь. Несмотря на наличие трещин, изделие все же не теряет своей несущей способности и выдерживает тысячи и миллионы циклов. Когда трещина достигает достаточной глубины и напряжение неразрушенной части детали при всех нагрузках настолько велико, что материал не выдерживает их, поперечное сечение
образца, который сломался в результате внезапного разрушения при Людмила Фирмаль
испытании на изгибную усталость, показано на рисунке. 275. В кольцевой области а поверхность трещины тонкая, блестящая и, по-видимому, имеет гладкую неровность. Усталостные трещины открываются в растянутой области и закрываются в уплотненной области, следствием этого является разрушение поверхности трещины, иногда эта поверхность кажется полированной. В области в наблюдается типичная картина хрупкого разрушения, здесь видны относительно крупные частицы, сохраняющие острые края,
а поверхность разрушения матовая. Распространение усталостных трещин обычно начинается с очага начального разрушения, и по разным причинам возникает большая локальная концентрация напряжений или возникает некоторый дефект в материале. При испытаниях на переменный изгиб первые трещины образуются почти одновременно в нескольких точках на поверхности образца, распределение которых показано на рисунке. 276; иногда можно обнаружить несколько отдельных фронтов трещин, идущих из разных точек поверхности.§ 186] характер усталостного
- разрушения 417 Микроскопия показала, что усталостные трещины, как правило, проходят через тело кристаллических частиц. Металлографические и рентгенологические исследования показали, что в отдельных зернах наблюдается небольшая пластическая деформация, которая принципиально не отличается от пластической деформации при статическом нагружении, хотя структурные изменения металлов вследствие циклического нагружения не происходят. Наличие пластических дислокаций в металлах, подвергающихся воздействию переменных нагрузок, определяется
рентгеновским методом, и когда напряжение и число циклов достаточно велики, оптический микроскоп четко показывает, что отдельные малые пластические деформации, наиболее неблагоприятное положение частиц при статических нагрузках, когда напряжение значительно ниже предела текучести или предела упругости. На самом деле предел упругости всегда определяется условно (см.§ 60).
Практически невозможно найти истинные границы, в которых возникает первая пластическая деформация. Пр Людмила Фирмаль
и знакопеременных нагрузках группа дислокаций в плоскости скольжения перемещается в ту или иную сторону, и в ограниченной области возрастает вероятность накопления значительного числа дислокаций. Как мы видели в § 183, если количество дислокаций, собранных вблизи препятствия, достаточно велико, материал может треснуть. Накопление дислокаций вблизи препятствия является локальным упрочнением материала, и образование трещин устраняет это упрочнение; в следующем цикле скользящий сдвиг той же плоскости происходит свободно, и за счет него отпадают новые дислокации, подобные растущим трещинам. N не прибегая к дислокации models. N. By Афанасьевым (1955) была разработана идея»разрыхления»с локальным упрочнением материала и его
ростом, что способствовало появлению трещин. Для риса. 277-это график, заимствованный у Хантера и Фрике (1954). Авторы подвергали образцы алюминия воздействию знакопеременных нагрузок и регистрировали число циклов при каждом напряжении: 1) появление первых следов скольжения в зернах;2) теорию 418 прочностей методом электронной микроскопии[гл. XVII На соответствующем рисунке показана кривая на графике. Напряжение связано с определенным условным пределом выносливости для числа циклов, равного от 2 до 10′. Интересно, что первый след Скольжение и первые трещины появляются очень быстро, но появление трещин происходит очень медленно. Даже если напряжение ниже предела выносливости, материал будет поврежден после нескольких тысяч циклов.
Смотрите также:
| Прочность при низких температурах | Критерии прочности при переменных нагрузках |
| Прочность при переменных нагрузках | Влияние концентрации напряжений на усталостную прочность. |
