ровании, тогда как анализ стадии
роста трещины выполняют с помощью механики разрушения.
Для сравнительной оценки опасности
зарождения усталостной трещины можно использовать сопоставление значений
теоретического коэффициента концентрации напряжений. Так, в стыковых
соединениях сопоставление значений <хо на поверхности у
линии перехода от шва к основному металлу, а также в зонах подреза, поры
или включения, позволяет судить о наиболее вероятном месте
возникновения усталостной трещины [176].
При более резких трещиноподобных
концентраторах (непровары, несплавления, окисные пленки) уже при первых
нагружениях возникающие в вершине концентратора пластические
деформации приводят к изменению его формы, и действительное значение
коэффициента концентрации напряжений Ко становится
отличным от его теоретического значения а .
о
Для оценки числа циклов до
зарождения трещины N
широко используют подход, основанный на использовании
деформационных критериев. Примером такого подхода [167] является
уравнение, устанавливающее связь между амплитудой локальной
деформации за цикл еа
и N в
виде
тр
(10.2.1)
где св, Е, v —
соответственно предел прочности, модуль упругости и относительное сужение
материала в зоне расположения концентратора.
При установившемся режиме
циклического нагружения задача сводится к определению размаха деформации
еа в зоне
концентрации. Это достигается использованием соотношения (10.2.2) Нейбера
[207], связывающего коэффициент концентрации напряжений в упругой области
ас и
коэффициенты концентрации напряжений Кс и
деформаций Kt
при упругопластическом нагружении:
(10.2.2)
Для циклического нагружения
значение ао в выражении (10.2.2) заменяют циклическим
коэффициентом концентрации напряжений ао , который учитывает
влияние материала и остроты надреза. Обычно для этого используют
выражение, предложенное Петерсоном [244]:
(10.2.3)
где о — константа материала; г
— радиус надреза.