Способ оценки сопротивления материалов развитию трещин

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4 601 К 3/3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 23,06,88, Бюл, У 23 (7 1) Казанский физико-технический институт Казанского филиала АН СССР (72) В.Н. Шлянников(56) Кишкина С.И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов. - М,: Металлургия, 1981, с. 280, (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ РАЗВИТИЮ ТРЕЩИН (57) Изобретение относится к испытаниям материалов и позволяет снизить трудоемкость путем исключения необходимости предварительного упрочнения материала. В образце материаласоздают остаточные сжимакнцие напряжения путем периодического нагруженияобразца циклами перегрузки с величиной максимального усилия, соответствующей деформации материала призаданной величине предварительногоупрочнения. Йагружение образца циклами перегрузки осуществляют с периодом, равным времени прохождениятрещиной пластически деформированнойобласти, обусловленной цикламиперегрузки. В процессе нагружения регистрируют скорость развития трещины, покоторой судят о сопротивлении материала развитию трещины. 4 ил.5 10 15 20 25 30 е У У - фун 35 ответствуютрещины аетственнофны с учетомстической ции, с длинам и а , соот- длина трещ размера пл зоны,0 ластическ размер зоныдеформациитрещины прицикла н ершиныпряжении 45 5 зобретен о р 5 Спос енки со ения матеключающийтериалаие напрявитию трещин, з что в образце м таточные сжимаю риалов рся в томсоздают Изобретение относится к испытанию материалов,Целью изобретения является снижение трудоемкости путем исключения необходимости предварительного упрочнения материала.На фиг. 1 показан образец дляиспытаний; на фиг, 2 - схема процесса циклического нагружения образцаматериала с циклами перегрузкиф нафиг, 3 - разрез А-А на фиг. 1; нафиг, 4 - узел 1 на фиг1.Образец содержит концентратор ввиде надреза 1 для создания трещины2 с зоной 3 пластической деформации,Способ осуществляется следующимобразом.Листовой образец материала с центральным разрезом 1 устанавливают в захватах испытательной установки,прикладывают циклическую нагрузкуб, Через некоторое время Т, при длине трещины а = 8-103 от Ь образецнагружают циклом перегрузки. Величину максимальных усилий в цикле перегрузки выбирают из условия равенства пластической деформации Е в зоне 3 пластической деформации у вершины трещины 2, обусловленной перегрузкой, величине пластической деформации, обусловленной каким-либо технологическим процессом поверхностногопластического деформирования. Послецикла перегрузки образец нагружаютусилиями 6 до момента прохождения вершиной трещины 2 пластически деформированной зоны, обусловленной действием цикла перегрузки с величиноймаксимального усилия 5 . Цикл перегрузки повторяют периодически. Период приложения цикла перегрузки Травен времени прохождения вершинойтрещины пластически деформированнойзоны, обусловленной предыдущим циклом перегрузки. При нагружении образца регистрируют максимальные усилия б каждого цикла нагружения, количество циклов нагружения, длинураспространяющейся трещины, по которым определяют зависимость скоростироста трещины от эквивалентного коэффициента интенсивности направленийучитывающего наличие сжимающих остаточных направлений, обусловленныхциклом перегрузки,П р и м е р. К листовому образцу из сплава Д 16 Т шириной 2 Ъ = 80 мм, толщиной 2,5 мм и длиной 300 мм с центральным отверстием прикладывают циклическую нагрузку б), = 120 МПа до момента времени Т = 90 мин достижения трещиной длины а = 4 мм. За развитием трещины наблюдают в бинокулярный микроскоп МВС. Прикладывают цикл перегрузки с максимальным напряжением б176 МПа, что соответствует образованию на поверхности образца остаточной деформации С0,069 при обработке поверхности образца по пневмодробеструйному методу шариками Ф 1 мм при параметре процесса Р= 0,55 МПа. После единичного цикла перегрузки образец нагружают циклом напряжений б н120 МПа до момента времени Т прохождения вершиной трещины зоны пластической деформации, обусловленной циклом перегрузки, В момент достижения равенства И = Т = 560 циклов снова прикладывают цикл перегрузки с напряжением б = 176 МПа, после чего опять переходят на цикл с напряжением О = 120 МПа. По .значениям б и а вычисляют эквивалентные коэффициенты интенсивности направлений с учетом остаточных напряжений, обусловленных циклами перегрузки рщ - 6 - и (а+К ) Т, - Г-б Уи 1 Результаты представляют в виде ависимости скорости роста трещины 1/дН от эквивалентного коэффициента нтенсивности напряжений, Получено, то наличие остаточных сжимающих наряжений благоприятно влияет на доловечность тонкостенных конструкций.з1 Йения, прикладывают к нему циклическую нагрузку и регистрируют скорость развития трещины, по которой судят о сопротивлении материала ее развитию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости путем исключения необходимости предварительного упрочнения материала, остаточные сжимающие напряжения404885 создают путем периодического нагружения образца циклами перегрузки с величиной максимального усилия, 5 соответствующей деформации материала при заданной величине предварительного упрочнения, и с периодом, равным времени прохождения трещиной пластически деформированной области, обус ловленной циклами перегрузки.1404885 едактор И,Шулл виенк Составитель Ю.ИаТехред И.дидык Корректор А.Обруча Заказ 3094/45 е ИИПИ и к 13035,полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул, Проектная, 4 Производств Тираж 847 Государственног делам изобретений осква, Ж, Рауш