Природа усталостного разрушения

Природа усталостного разрушения

Природа усталостного разрушения Природа усталостного разрушения в сопромате  Природа усталостного




Природа усталостного разрушения




На самом деле усталостное разрушение почти всегда наблюдается в состоянии неравномерного напряжения, изгиба или растяжения изделия. Имеет концентратор напряжения. Там, где напряжение наибольшее, обычно трещина возникает на поверхности и постепенно распространяется глубже. Несмотря на наличие трещин, изделие все равно не теряет своей несущей способности и выдерживает тысячи и даже миллионы циклов.

Если трещина достигла достаточной глубины и возникает напряжение в не разрушенной части поперечного сечения, а она принимает всю нагрузку, то получается, что трещина слишком велика, и материал не выдерживает их, и происходит внезапный обрыв. Поперечное сечение образца, разрушенного в результате испытания на изгибную усталость, схематично показано на кольцевая область а, поверхность излома мелкозернистая, блестящая, имеет гладкие неровности.

Усталостные трещины открываются в растянутых областях и закрываются в сжатых . в результате поверхность трещины забивается, и время от времени эта поверхность выглядит . в области наблюдается типичная картина хрупкого разрушения, здесь видны относительно крупные частицы, удерживающие острые края, а поверхность разрушения притупляется. Распространение усталостных трещин обычно начинается с некоторой причины раннего разрушения. По разным причинам может возникнуть большая локальная концентрация напряжений или некоторые дефекты материала при испытании на переменный изгиб первые трещины в нескольких точках на поверхности образца образуются практически одновременно. Его распространение схематично показано на рис. на изломе можно обнаружить несколько фронтов трещин, возникающих из разных точек поверхности.

Микроскопическое исследование показало, что усталостные трещины обычно проходят через тело зерна. Вдоль границы зерен он может пройти только случайно на некоторых своих путях. Металлографические и радиологические исследования показали, что циклическое нагружение не вызывает структурных изменений в металле, но в некоторых зернах наблюдается незначительная пластическая деформация, которая в основном не отличается от пластической деформации при статическом нагружении.

вики



Примеры решения в задачах



Наличие пластического сдвига в металлах, подвергающихся переменным нагрузкам, выявляют рентгеновскими методами, а также визуально, с помощью оптического микроскопа при достаточно большом числе напряжений и циклов и с помощью электронного микроскопа на начальной стадии формирования сдвига.

Очевидно, что если напряжение значительно ниже предела текучести или предела упругости, то даже малейшая пластическая деформация отдельных, наиболее неблагоприятных положений частиц присутствует при статическом воздействии. . дело в том, что предел упругости всегда определяется условно см., и практически невозможно найти истинные границы, где возникает первая пластическая деформация. При знакопеременных нагрузках группа дислокаций в плоскости скольжения перемещается в ту или иную сторону, что повышает вероятность накопления значительного количества дислокаций на ограниченной площади. Как мы видели на , если количество дислокаций, собранных вблизи препятствия, достаточно велико, в материале могут быть трещины.

Накопление дислокаций вблизи препятствия происходит при локальном упрочнении материала, которое устраняет это упрочнение за счет образования . в следующем цикле сдвиг происходит беспрепятственно на той же скользящей поверхности, и новая дислокация как бы втекает в трещину. Трещины растут изза этого. Идея локального упрочнения материала, благоприятствующего появлению трещин, и идея разрыхления связаны с их ростом, не прибегая к дислокационным моделям. Нет. Он был разработан Афанасьевым. На рисунке показан график, заимствованный из исследования Хантера и Фрике.

Автор прикладывал переменные нагрузки к образцу алюминия и регистрировал количество циклов при каждом напряжении. появление первых следов проскальзывания зерна. Появление первых трещин, обнаруженных с помощью электронной микроскопии. момент, когда отдельные микротрещины начинают соединяться. появление первых видимых трещин. разрушение. Соответствующее число показывает кривую на графике. Напряжение связано с определенным условным пределом выносливости для числа циклов, равного. Первый грузовик Просеки и первые трещины появляются очень рано, но развитие трещин идет очень медленно. Даже при напряжениях ниже предела выносливости, материалы после тысяч циклов будут повреждены.

Методические указания и учебники решения и формулы
задачи и методички
теория


вики