Рнс.10.2.11. Поверхность разрушения образна из сплава
АМгб со следами скачкообразного продвижения усталостной
трещины
При расчетной оценке роста
усталостной трещины амплитуду нагрузки нередко принимают постоянной.
Однако эксплуатационные воздействия на элементы конструкций имеют, как
правило, случайный характер. Поэтому при расчетах на выносливость процесс
нагружения обычно схематизируют и заменяют блочным.
При этом порядок чередования
ступеней в смежных блоках принимают произвольным, а при подсчете ресурса
элемента с трещиной используют гипотезу линейного накопления усталостных
повреждений. Вместе с тем известно, что изменения амплитуды нагрузки с
высокого на более низкий уровень вызывают эффект замедления роста трещины,
зависящий от размера пластической зоны перед вершиной трещины, возникшей
при перегрузке. Отсюда следует, что расчет действительной кинетики роста
усталостной трещины требует учета не только режима нагружения, но и
упругопластических свойств материала и толщины элемента.
Подобное исследование фактических
закономерностей развития усталостных трещин было выполнено в работе [99].
Влияние переменной амплитуды нагрузки экспериментально исследовали на
образцах из сталей е>02 = 250...450 МПа толщиной 1...50 мм
со сквозной и поверхностной трещиной. Протяженность пластической зоны
вдоль фронта поверхностной трещины (в толще пластины) измеряли методом
микротвердости на шлифах, вырезанных перпендикулярно плоскости трещины.
Анализ полученных экспериментальных данных в зависимости от режима
перегрузки, упругопластических свойств материала и толщины элемента
позволил установить изменение фактического напряженного состояния перед
вершиной трещины по мере ее продвижения через зону остаточных
сжимающих напряжений, вызванных перегрузкой.
В результате этого анализа были
получены выражения для подсчета эффективных значений КИН (К^) в зоне
влияния перегрузок, эффективных значений коэффициента асимметрии
цикла и числа циклов замедленного роста трещины Было также показано, что
поцикловое
