Теоретична оцінка втомної довговічності металевих матеріалів за постійного розмаху напружень циклу
DOI:
https://doi.org/10.20535/2409-7160.2023.XXIII.277133Ключові слова:
багатоциклова втома, втомна довговічність, коротка втомна тріщина, концентратор напружень, сталь 45Анотація
Запропоновано розрахункову модель для теоретичної оцінки втомної довговічності зразків із металевих матеріалів за постійного прикладеного розмаху напружень циклу. Повна втомна довговічність розділяється на дві стадії: стадію зародження тріщини, тобто кількість циклів навантаження до моменту її ініціювання (стадія 1) і стадію росту тріщини (стадія 2). Для оцінки тривалості кожної із стадій застосовуються різні підходи: для стадії 1 – степеневе рівняння втомної довговічності, отримане з умови, коли накопичена енергія деформацій дорівнює питомій енергії тріщиноутворення, а для стадії 2 кількість циклів отримуємо в результаті інтегрування рівняння швидкості росту тріщини, де за її рушійну силу приймається ефективний розмах коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН), що визначається як різниця між прикладеним «зовнішнім» розмахом КІН і «внутрішнім» розмахом КІН, який характеризує опір матеріалу росту тріщини. Вихідними даними для розрахунку, окрім параметрів навантаження, є характеристики статичної міцності та мікроструктури вихідного матеріалу. Розрахунки за запропонованою моделлю втомної довговічності зразків зі сталі 45 показують хороший збіг із експериментальними результатами.
Посилання
O. M. Herasymchuk, «Theoretical estimation of the endurance limit of metal materials by the characteristics of their static strength and microstructure based on the linear-elastic fracture mechanics,» Strength of Materials, vol. 55, pp. 25–34, 2023.
O. M. Herasymchuk, «Microstructurally-dependent model for predicting the kinetics of physically small and long fatigue crack growth,» Int. J. Fatigue., vol. 81, pp. 148–161, 2015, May. 2023. doi:10.1016/j.ijfatigue.2015.08.002.
K. S. Chan, «Variability of large-crack fatigue-crack-growth thresholds in structural alloys,» Metall. Mater. Trans. A, vol. 35A, pp. 3721–3735, 2004.
O. M. Herasymchuk, O. V. Kononuchenko, «Peculiarities of short fatigue crack growth from a blind hole in specimens made of steel 45. Part 2. Model of short fatigue crack growth from a notch,» Strength of Materials, vol. 53, pp. 405–416, 2021, May. 2023. doi:10.1007/s11223-021-00300-3.
O. M. Herasymchuk, O. V. Kononuchenko, «Peculiarities of short fatigue cracks growth from a blind hole in specimens made of steel 45. Part 1. Experimental results,» Strength of Materials, vol. 53, pp. 213–221, 2021, May. 2023. doi:10.1007/s11223-021-00277-z.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Олег Герасимчук, Олег Кононученко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
