Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЕДЕНИЯ КРИВЫХ УСТАЛОСТИ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-3-244-250

Полный текст:

Аннотация

Поведение материалов в различных областях циклического нагружения очень различно и может зависеть как от их состояния, так и от условий испытания. В качестве критериев повреждений при циклическом нагружении может служить ширина петли гистерезиса, параметры теории дислокаций, размах напряжений и их интенсивности, связь с размером зерна и др. Между тем, до сих пор нет общего комплексного математического уравнения, отражающего влияние на повреждение металлов при усталости таких важных характеристик поликристаллов, как плотность или дефектность, скорость релаксации напряжений, скорость нагружения, структурно-энергетическое состояние материала, а именно прочность, твердость и приложенное возникающее напряженно-деформированное состояние. В представленной работе рассмотрено влияние циклического нагружения на разрушение с позиций конкуренции скоростей нагружения и релаксации внутренних напряжений с учетом спектра волн пластической деформации. В зависимости от вида и условий нагружения формируется разный спектр волн пластической деформации и разрушения при различных видах и условиях нагружения. Показано, что с увеличением частоты циклического нагружения (скорости деформирования) время нарастания напряжения сокращается, при этом напряжение, соответствующее определенной пластической деформации, увеличивается. Интенсивность снижения сопротивления разрушению материала связана с интенсивностью накопления повреждений. Получены общие аналитические уравнения для описания поведения кривых усталости поликристаллических металлов и сплавов, позволяющие представить влияние факторов их состояния в зависимости от внешних условий циклического нагружения. Уравнения позволяют моделировать различные ситуации поведения поликристаллов при усталости в  металлах, а так же анализировать кривые усталости материалов, находящихся в различных состояниях. Поскольку скорость релаксации в поликристаллах – величина векторная   =   пл.д  +   р , представляющая сумму векторов скорости пластической деформации ( пл.д ) и скорости собственно разрушения р – зарождение и рост трещин, то с учетом этого можно получить, что с ростом пл.д при постоянстве общей скорости релаксации скорость разрушения снизится и кривая усталости пойдет ниже (положе). Построены кривые усталости при различных показателях структурно-энергетического состояния – твердости по Бринеллю и коэффициентах, зависящих от плотности.

Об авторах

В. В. Мыльников
Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

к.т.н., доцент

кафедра «Технологии строительства»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65



В. А. Скуднов
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Россия

д.т.н., профессор

кафедра «Металловедение, термическая и пластическая обработка металлов»

603022, Нижний Новгород, ул. Минина, 24



Список литературы

1. Мак-Ивили А.Дж. Анализ аварийных разрушений / Пер. с анг. Э.М. Лазарева, И.Ю. Шкадиной / Под. ред. Л.Р. Ботвиной. – М.: Техносфера, 2010. – 416 с.

2. Готтштайн Г. Физико-химические основы материаловедения / Пер. с англ. К.Н. Золотовой, Д.О. Чаркина / Под. ред. В.П. Зломанова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 400 с.

3. Шанявский А.А., Банов М.Д., Беклемишев Н.Н. Диагностика усталости авиационных конструкций акустической эмиссией. – М.: МАИ, 2017. – 188 с.

4. Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов / Пер. с польск. Г.Н. Мехеда / Под ред. С.Я. Яремы. – М.: Металлургия, 1990. – 432 с.

5. Shanyavskiy A. Scales of metal fatigue failures and mechanisms for origin of subsurface fracture formation // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 258 SSP. P. 249 – 254.

6. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов / Пер. с англ. / Под ред. Б.А. Любова. – М.: Мир, 1972. – 408 с.

7. Терентьев В.Ф., Кораблева С.А. Усталость металлов. – M.: Наука, 2015. – 479 c.

8. Мак Лин Д. Механические свойства металлов / Пер. с англ. Л.И. Миркина / Под ред. Я.Б. Фридмана. – М.: Металлургия, 1965. – 432 с.

9. Терентьев В.Ф. Циклическая прочность субмикро- и нанокристаллических металлов и сплавов (обзор) // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2010. № 1. С. 8 – 24.

10. Ребяков Ю.Н., Чернявский О.Ф. Деформационные свойства материалов при сочетании знакопеременного течения и формоизменения // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика. 2012. № 11 (270). С. 47 – 51.

11. Гаденин М.М. Влияние формы цикла нагружения на сопротивление циклическому деформированию и разрушению конструкционных материалов // Вестник научно-технического развития. 2010. № 9 (37). С. 15 – 19.

12. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. – М: Металлургия, 1975. – 456 с.

13. Коттрелл А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. – М: Металлургиздат, 1958. – 267 с.

14. Орлов А.Н. Зависимость плотности дислокаций от величины пластической деформации и размера зерна // Физика металлов и металловедение. 1977. Т. 44. № 5. С. 966 – 970.

15. Manson S.S. Behavior of materials under conditions of thermal stress // NACA TN-2933. 1953.

16. Manson S.S., Muralidharam U. Fatigue life prediction in bending from axial fatigue information // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 1987. Vol. 9. No. 5. P. 357 – 372.

17. Coffin L.F. (Jr). A study of the effects of cyclic thermal stresses on a ductile metal // Transactions ASME. 1954. Vol. 76. P. 931 – 950.

18. Коротких Ю.Г., Волков И.А., Тарасов И.С., Бородой А.Н. Численное исследование процессов сложного пластического деформирования конструкционных сталей по замкнутым траекториям непропорционального деформирования при мало- цикловом нагружении // Проблемы прочности и пластичности. 2009. № 71.С. 26 – 35.

19. Hall E.O. Deformation and ageing of mild steel // Proc. Phys. B. 1951. Vol. 64. No.1. P. 747 – 753.

20. Petch N.J. The cleavage strength of policrystals // J. Iron Steel Inst. 1953. Vol. 174. P. 25 – 28.

21. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение. – М.: Металлургия, 1986. – 224 с.

22. Susmel L., Taylor D. A novel formulation of the theory of critical distances to estimate lifetime of notched components in the medium-cycle fatigue regime // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 2007. Vol. 30. No. 7. P. 567 – 581.

23. Mylnikov V.V. Accelerated method to forecast the parameters of metal materials fatigue resistance with consideration of repeated loading frequency // International Journal Of Applied And Fundamental Research. 2013. No. 2. Available at URL: www.science-sd. com/455-24311.

24. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний: Справочник. – М.: Металлургия, 1978. – 304 с.

25. Weibull W. The phenomenon of rupture in solid // Proc. Royal Swed. Inst. Eng. Res. 1939. Vol. 153. P. 1 – 55.

26. Weibull W. A statistical theory of strength of materials // Ibid. 1939. Vol. 151. P. 5 – 45.

27. Скуднов В.А. Предельные пластические деформации металлов. – М.: Металлургия, 1989. – 176 с.

28. Скуднов В.А. Закономерности поведения кривых усталости // Изв. вуз. Черная металлургия. 1995. № 2. С. 24 – 26.

29. Панин В.Е. Физическая мезомеханика материалов. Т. 1 / Отв. ред. С.Г. Псахье. – Томск: ТГУ, 2015. – 462 с.


Для цитирования:


Мыльников В.В., Скуднов В.А. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЕДЕНИЯ КРИВЫХ УСТАЛОСТИ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2018;61(3):244-250. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-3-244-250

For citation:


Myl’nikov V.V., Skudnov V.A. INFLUENCE OF DIFFERENT STATE PARAMETERS ON THE BEHAVIOR OF FATIGUE CURVES. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(3):244-250. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-3-244-250

Просмотров: 101


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)