Способ оценки сопротивления материалов развитию трещин

 

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„su„„>4 4 5 цц 4 С 01 К 3/32:

/ ф Р:;;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 а,.".

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ( г l (21) 4109421/25-28 (22) 09. 06. 86 (46) 23.06.88. Бюл, У 23 (7 1) Казанский физико-технический институт Казанского филиала АН СССР (72) В.Н. Шлянников (53) 539.375(088.8) (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 материала создают остаточные сжимакнцие напряжения путем периодического нагружения образца циклами перегрузки с величиной максимального усилия, соответствующей деформации материала при заданной величине предварительного упрочнения. Йагружение образца циклами перегрузки осуществляют с периодом, равным времени прохождения трещиной пластически деформированной области, обусловленной цикламиперегрузки. В процессе нагружения регистрируют скорость развития трещины, по которой судят о сопротивлении материала развитию трещины. 4 ил.

1404885

Изобретение относится к испытанию материалов.

Целью изобретения является снижение трудоемкости путем исключения не5 обходимости предварительного упрочнения материала.

На фиг. 1 показан образец для испытаний; на фиг. 2 — схема процесса циклического нагружения образца материала с циклами перегрузки, на фиг, 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — узел I на фиг ° 1.

Образец содержит концентратор в виде надреза 1 для создания трещины

2 с зоной 3 пластической деформации.

Способ осуществляется следующим образом.

Листовой образец материала с центральным разрезом 1 устанавливают в 1 2п захватах испытательной установки, прикладывают циклическую нагрузку („. Через некоторое время Т, при длине трещины а = 8-103 от Ь образец ! нагружают циклом перегрузки. Величи- 25 ну максимальных усилий в цикле перегрузки выбирают из условия равенства пластической деформации Е„ в зоне 3 пластической деформации у вершины трещины 2, обусловленной пере- 30 грузкой, величине пластической деформации, обусловленной каким-либо технологическим процессом поверхностного пластического деформирования. После цикла перегрузки образец нагружают усилиями G до момента прохождения вершиной трещины 2 пластически деформированной зоны, обусловленной действием цикла перегрузки с величиной максимального усилия 5Ä . Цикл перегрузки повторяют периодически. Период приложения цикла перегрузки Т равен времени прохождения вершиной трещины пластически деформированной зоны, обусловленной предыдущим циклом перегрузки. При нагружении образ- " ца регистрируют максимальные усилия б каждого цикла нагружения, количество циклов нагружения, длину распространяющейся трещины, по которым определяют зависимость скорости 50 роста трещины от эквивалентного коэффициента интенсивности направлений, учитывающего наличие сжимающих остаточных направлений, обусловленных циклом перегрузки. 55

Пример. К листовому образцу из сплава Д16Т шириной 2Ъ = 80 мм, толщиной 2 5 мм и длиной 300 мм с

В функции, соответствующие длинам трещины а и а, соответственно, длийа трещины с учетом размера пластической зоны, размер зоны пластической деформации у вершины трещины при напряжении цикла н где Y, Y а

Результаты представляют в виде зависимости скорости роста трещины

ci1/ciN от эквивалентного коэффициента интенсивности напряжений. Получено, что наличие остаточных сжимающих напряжений благоприятно влияет на долговечность тонкостенных конструкций.

Формула и з обретения

Способ оценки сопротивления материалов развитию трещин, заключающийся в том, что в образце материала создают остаточные сжимающие напряцентральным отверстием прикладывают циклическую нагрузку Gz = 120 ИПа до момента времени Т = 90 мин дости1 жения трещиной длины а = 4 мм. 3а развитием трещины наблюдают в бинокулярный микроскоп MSC-9. Прикладывают цикл перегрузки с максимальным напряжением б„ 176 ИПа, что соответствует образованию на поверхности образца остаточной деформации С

0,069 при обработке поверхности образца по пневмодробеструйному методу шариками ф 1 мм при параметре процесса Р „ = 0,55 ИПа. После единичного цикла перегрузки образец нагружают циклом напряжений

120 ИПа до момента времени Т прохождения вершиной трещины зоны пластической деформации, обусловленной циклом перегрузки. В момент достижения равенства N = Т = 560 циклов снова прикладывают цикл перегрузки с напряжением G = 176 ИПа, после чего опять переходят на цикл с напряжением Gq = 120 ИПа. По .значениям 5 и а вычисляют эквивалентные коэффициенты интенсивности направлений с учетом остаточных напряжений, обусловленных циклами перегрузки экь l(a+R ) Y,— з

1 жения, прикладывают к нему циклическую нагрузку и регистрируют скорость развития трещины, по которой судят о сопротивлении материала ее развитию, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости путем исключения необходимости предварительного упрочнения материала, остаточные сжимающие напряжения

404885 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, обус10 ловленной циклами перегрузки. Риг,2

1404885

Составитель Ю.Матвиенко

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Редактор И,Шулла

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3094/45

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4