книги / Практическое применение механики разрушения для оценки прочности конструкций

Как правило, усталостная трещина создается при пульсирующих цик­ лах нагружения, хотя можно применять асимметричные и симметричные нагружения. При этом усилие сжатия не должно превосходить усилия растяжения. Усталостная трещина может зарождаться и проходить че­ рез шевронный надрез при коэффициенте интенсивности циклического напряжения К^ = 0 ,7 5 К исследуемого материала. Конечный учас­ ток усталостной трещины длиной 2 мм, или 2,5% JV,должен создаваться при]0<0,5Х^ ^.Кроме того, диапазон изменения коэффициента интенсив­ ности напряжений при циклическом нагружении должен соответствовать условию

ДК ^ 0,9 Кf шах * (IIЛ9)

Если усталостная трещина создается при температуре Т^,а испыта­ ние на разрушение проводится при температуре , то конечное Kj

не должно превышать значения, равного (^о,сь/2^2 )К{С* где 1 и ^0 2 соответственно пределы текучести материала при указанных темпера­ турах.

После разрушения образца длина трещины должна быть измерена в сечениях, соответствующих 0 ,2 5 ; 0 ,5 ; 0 ,7 5 В , с точностью до 0 ,5%IV. Среднее из полученных трех измерений принимается за расчетную дли­ ну трещины. Никакие два из этих трех измерений длины трещины не должны отличаться больше чем на 2,5% IV. Образцы, изготовленные

с нарушением условий нанесения усталостных трещин, бракуются, а результаты испытаний считаются недействительными.

Р и с . 50 . Характерные типы диаграмм сила-смещение и ме­ тодика их обработки

за характеристику К|С.В противном случае необходимо повторить испы­ тание, использовав образец с большими размерами, удовлетворяющими величине 2 ,5 (К^/б^)-Таким образом, новые размеры образца вычис­ ляются на основе полученного при эксперименте значения K Q .

Метод определения сопротивления распространению трещин с исполь­ зованием испытательных машин не единственный. Широко используются для этой цели упоминавшиеся вгл.1 образцы в виде плоских дисков вра­ щения с надрезами, идущими от центрального отверстия, которые до­ водятся до разрушения в разгонных установках.

показывает, что они совпадают. Для подтверждения указанного предпо­

Р и с . 54 . Сравнение данных по обобщенной диаграмме с резуль­ татами испытаний на ударную вязкость образцов с надрезом I типа (1 ), IV типа (2 ) и с усталостной трещиной (3 )

ют дальнейшей статистической обработки. Кроме того, как видно из рис. 54, значения ударной вязкости, полученные на образцах с надре­ зом IV типа, лучше соответствуют середине порога хладноломкости, оцениваемого по обобщенной диаграмме, по сравнению со значениями ударной вязкости для других образцов. Это подтверждает преимущест­ ва образцов с надрезом IV типа при определении переходных темпе­ ратур.

Следует проявлять известную осторожность, когда используются величины К |с , полученные в условиях нагружения и при состояниях материала, не соответствующих тем, которые характерны для условий эксплуатации. Скорость деформации и температура в этом случае бу­ дут наиболее важными переменными. Для материалов, имеющих боль­ шую температурную и деформационную чувствительность, К^с обычно уменьшается с уменьшением температуры и увеличвним скорости на­ гружения, как было пояснено выше. По мнению Вессела [8 9 ] , термо­ обработка, микроструктура, текстура прокатки, практика производства стали, примеси и включения играют определяющую роль при оценке сопротивления распространению трещины. Металлургическое состояние