Визначення втомної довговічності елементів конструкцій з концентраторами напружень на підставі деформаційних параметрів локального руйнування - Автореферат
Вимірювання розкриття вершини концентратора чи тріщини. Експериментальне визначення параметрів локального руйнування. Методика розрахунку періоду зародження втомної макротріщини біля концентраторів напружень на підставі деформаційних параметрів.
Аннотация к работе
В більшості випадків руйнування елементів конструкцій за дії циклічних навантажень починається біля концентраторів напружень (вирізів, отворів, непроварів і т. ін.) наявність яких може бути зумовлена особливостями конструкції, технологією виготовлення деталі чи особливостями її експлуатації. На даний час, як правило, цю проблему розглядають з двох позицій, а саме, окремо вивчають стадії зародження і поширення втомних тріщин, при цьому більшість науковців спрямовували свої зусилля на вивчення процесів поширення тріщини. Проте ресурс багатьох елементів конструкцій визначається періодом Ni до зародження втомної макротріщини (наприклад, лопатки турбін, паливні баки, вироби з керамічних матеріалів і високоміцних сплавів тощо). Подолання цих проблем дозволить суттєво наблизитись до вирішення одного з основних завдань механіки руйнування - оцінки довговічності Nf = Ni Np та встановлення залишкового ресурсу циклічно навантажуваних елементів конструкцій з дефектами типу тріщин. Мета дисертаційної роботи - розробити методики визначення періоду Ni зародження втомної макротріщини в околі конструктивних концентраторів напружень на підставі деформаційних параметрів та довговічності Nf елементів конструкцій на базі уніфікованої моделі втомного руйнування.У другому розділі описано методики вимірювання розмаху розкриття Ddx і розрахунку розмаху локальних деформацій De в околі вершини вирізу і тріщини та побудови залежностей "розмах локальних деформації De - період Ni до зародження втомної тріщини" і "розмах локальних деформації De - швидкість da/DN росту втомної тріщини". Початкову розробку методики проводили на малопластичному сплаві 1440Т1, випробовуючи зразки: дискові компактні з вирізами, W = 64 мм (тип I); смуги завширшки 20 мм з боковим вирізом (тип II) і з центральним отвором (тип III); завширшки 10 мм без вирізу (тип IV). Тому, базуючись на двопараметричній уніфікованій моделі зародження і росту втомної макротріщини, в якій передбачене урахування розміру зони передруйнування d*, було введено поняття ефективного радіуса вершини концентратора напружень reff = r d*, а локальну деформацію матеріалу біля вершини концентратора визначали за формулою Вищеописаним методом було спрогнозовано період Ni до зародження втомної макротріщини у зразках складної геометричної форми, виготовлених з алюмінієвого сплаву В95ПЧТ2 у вигляді смуг товщиною t = 4,4 мм і довжиною L = 160 мм з різноманітними крайовими вирізами і отворами, на підставі базових залежностей (De - Ni) і (??e - Ni), отриманих на компактних зразках з вирізами. IMG_be708224-35c8-4e18-8c7a-f28e08549074 ), де швидкість da/DN визначається за стандартною методикою, а відповідне значення розмаху деформації De в околі її вершини - запропонованим вище методом, базуючись на співвідношенні (1) і вважаючи, що тріщина є вирізом з радіусом r<тр:>
План
Основний зміст роботи
Список литературы
1. Панасюк В. В., Осташ О. П., Костик Є. М., Чепіль Р. В. Деформаційний підхід до оцінки періоду зародження та росту втомної макротріщини/ // Фіз.-хім. механіка матеріалів.- 1995.- № 5.- С. 7-21.
2. Осташ О.П., Костик Є.М., Чепіль Р.В., Андрейко І.М. Визначення циклічних пружно-пластичних деформацій біля вирізів // Фіз.-хім. механіка матеріалів.- 1997.- № 2.- С. 62-72.
3. Ostash O.P., Kostyk E.M., Chepil R.V., Makoviychuk I.R. Corrosion fatigue at notches in high strength aluminium alloy.- Proceedings of the 12th Conference on Fracture (ECF-12), Sheffield, U.K., 14-18 September 1998, EMAS Publishing, Vol. III.
4. Осташ О.П., Костик Є.М., Чепіль Р. В., Маковійчук І.Р. Зародження і ріст корозійно-втомних тріщин в алюмінієвому сплаві В95ПЧТ2 // Фіз.-хім. механіка матеріалів.- 1999.- № 1.- С. 23- 31.
5. Осташ О.П., Андрейко І.М., Чепіль Р. В., Маковійчук І.Р. Визначення розміру зони передруйнування як параметра процесу втоми матеріалів.- Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій (випуск 2): В 3-х т./ Під заг. ред. Панасюка В.В.- Львів: Каменяр, 1999.- т. 1.- С. 114-117.
6. Осташ О.П., Чепіль Р. В., Маковійчук І.Р. Прогнозування витривалості зразків на стадії зародження макротріщини.- Материалы междунар. конф. "Оценка и обоснование продление ресурса элементов конструкций / Отв. ред. В.Т. Трощенко / В 2-х т.- Киев, 6 - 9 июня 2000.- Т.1, с. 171 - 172.
7. Чепіль Р.В., Осташ О.П., Маковійчук І.Р. Прогнозування витривалості зразків на стадії зародження макротріщини // Фіз-хім. механіка матеріалів.- 2002.- № 3.- с. 58-62.
8. Ostash O.P., Chepil R.V. Assessment of the fatigue failure of a notched component.- Proceedings ECF-14 "Fracture Mechanics Beyond 2000" (8-13 September, Cracow, Poland) .- EMAS Publ., 2002, V. II, p.p. 585-592.
9. Ostash O.P., Chepil R.V. Local strain measurement for prediction of fatigue macrocrack initiation in notched specimens // Strain.- 2003.- V.39.- p. 11-19.
10. Осташ О. П., Чепіль Р. В. Віра В. В., Жмур-Клименко В. Т. Прогнозування довговічності циклічно навантажуваних елементів конструкцій // Фіз.-хім. механіка матеріалів.- 2005.- № 4.- С.39-44.