§ 10.1. Процесс усталостного
разрушения
В процессе эксплуатации при
неблагоприятном сочетании концентрации напряжений, высокого уровня
остаточных напряжений и наличия технологических дефектов трещины могут
возникать и при ограниченном числе нагружении. В процессе дальнейшей
эксплуатации снижение остаточной прочности в этом случае будет
определяться развитием Трещины. В таких условиях методы сопротивления
материалов для расчета прочности и долговечности конструкций
оказываются недостаточными и приходится переходить к использованию
критериев механики разрушения и трещин [117].
Исследования в области механики
разрушения твердого тела при переменных нагружениях позволили установить
важные закономерности. Было показано [257], что скорость
распространения усталостной трещины при растяжении является функцией
размаха коэффициента интенсивности напряжений ДК и максимального значения
Ктах. В случае пульсирующего цикла, когда 0 < R < 0,1, имеем ДК =>
Кти, то есть
(10.1.1)На основе анализа многих
экспериментальных данных было установлено, что для большинства материалов
зависимость (10.1.1) в двойных логарифмических координатах графически
представляется S-образной кривой. Эта кривая получила название диаграммы
усталостного разрушения (диаграммы циклической трещиностойкости)
[194]. Она имеет три характерных участка (рис. 10.1.1).
На участке 1, ограниченном низкими
скоростями роста трещины
(обычно ^
< 10"8 мм/цикл), при значениях Ктах
цикла меньше
порогового К(Л трещина
не развивается. Своеобразие условий появления неразвивающихся трещин можно
проследить по результатам испытаний образцов круглого сечения с кольцевыми
надрезами различного радиуса
