Можно видеть, что минимальное
напряжение, при котором возникала трещина, зависит от коэффициента
концентрации напряжений а& Напряжение
распространения трещины, напротив, оказалось примерно постоянным
ow = 90 МПа при малом различии глубины неразвивающихся
трещин а по дну надрезов одинакового размера /. Это свидетельствует, что
развитие трещин происходило только при значениях коэффициента
интенсивности напряжений Kj не
ниже определяемого напряжением о = 90 МПа и длиной трещины I + а,
которое для данного случая и являлось пороговым Кй. В
то же время трещины, возникшие при высоких значениях ао,
но при напряжениях, меньших 90 МПа, имели значения К}
< Кй и поэтому развития не получили.
Средний участок 2 диаграммы усталостного
разрушения (см. рис. 10.1.1) обычно изображается прямой линией. На
основании обобщения обширных экспериментальных данных показана
целесообразность аппроксимации его выражением (уравнение
Париса)
(10.1.2)
где С и и — постоянные материала;
Kj — изменение коэффициента
интенсивности напряжений за цикл нагружения [257]. Сведения о значениях
Сия для различных материалов
весьма обширны. Так, например, применительно к сталям для сосудов высокого
давления и металла их швов, выполненных различными методами сварки,
значения коэффициентов Сия
приведены в [108].
Участок 3
высоких скоростей роста трещин (обычно -> 10*
UN
м/цикл) изучен в меньшей
степени.
В отличие от трещин, реальные
концентраторы и дефекты, даже наиболее острые, имеют малый, но конечный
радиус окончания. Геометрические формы надреза оказывают влияние на
процесс зарождения и развития усталостных трещин. В работе [361] были
выполнены испытания гладких и надрезанных образцов с различной остротой,
но одинаковой глубиной концентратора. Экспериментально показано (рис.
10.1.3), что при отсутствии концентратора напряжений число циклов
нагружения, необходимое для зарождения трещины N может составлять 0,8-0,9
общего числа циклов до разрушения N. Йо мере увеличения остроты
надреза отношение N^/N снижается и при
ао > 6 (р = 0,01-0,25 мм) долговечность, соответствующая
моменту возникновения трещины, составляла 8-12% общей долговечности
.образца до разрушения. Дальнейшее увеличение коэффициента ао
> 6 практически не изменяет отношения N / N, поскольку в этом
случае долговечность отражает главным образом процесс роста трещины. В
другой работе [346] для бесконечной пластины с эллиптическим
или