SU1744580A1

SU1744580A1 - Способ определени эквивалентного повреждающего действи циклических нагрузок

Info

Publication number: SU1744580A1
Application number: SU904825846A
Authority: SU
Inventors: Андрей Андреевич Шанявский; Михаил Зиновьевич Коронов; Татьяна Петровна Галаганова
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Изобретение относитс к испытани м на усталость в услови х роста трещины. Цель изобретени - повышение точности путем учета погрешностей, св занных с эффектом туннелировани трещины. Материал циклически нагружают, выращива трещину в пределах равномерного пол напр женного состо ни или до перехода к нестабильному разрушению, провод т измерени высоты скоса от пластической деформации или угла наклона и устанавливают св зь между высотой скоса и эффективным коэффициентом интенсивности напр жений, а в эксплуатационной детали измер ют высоту скоса, угол наклона диагонали скоса и об эквиваленте повреждающего действи нагрузка СУДРТ по установившимс св з м на o6paav ющих высоты или диагонали скоса с эффективным коэффициентом интенсивности напр жений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил

Description

Изобретение относитс к исследованию материалов и определению их способности сопротивл тьс росту трещин по параметрам рельефа излома в виде скосов от пластической деформации и может быть использовано дл экспертных оценок нагру- женности элементов конструкций.

Цель изобретени - повышение точности путем учета погрешностей, св занных с эффектом туннелировани трещины.

На фиг. 1 представлено сечение пластины с указанием ширины ts, высоты th скоса от пластической деформации, угла наклона диагонали/3 и размера самой диагонали; на фиг. 2 - часть крестообразной пластины с центральным круговым отверстием с указанием разбиени на интервалы измерени и ориентировкой базы измерений в направлении исследовани ; на фиг. 3 - фрагмент сопр женных интервалов измерени угла наклона со смещением равномерной сетки за счет имеющегос уступа в пределах рассматриваемого первоначально установленного интервала приращени длины трещины.

Способ осуществл ют следующим образом .

Пример. Изготавливали плоские пластин ЬР крестообразной формы 1 с центральным отверстием из алюминиевого сплава Д16Т толщиной 5 мм. Методом конечных элементов оптимизировали форму пласти- ны 1 так, что в ее центральной части в пределах радиуса 20 мм реализовали поле равномерного напр женного состо ни материала при внешнем воздействии. Осуще-s|

(Л

00

о

ствл ли циклическое нагружение пластик по пульсирующему циклу и с асимметрией 0,2; 0,4; 0,6; 0,8.

В процессе циклического раст жений при уровне напр жени около 100 МПа проводили визуалоное слежение за распространением трещины и прекращали выращивание трещины в тот момент, когда она достигала границ зоны равномерного напр женного состо ни материала в пределах радиуса 20 мм. Снимали каждую испытанную пластину с испытательной машины и помещали ее на универсальный измерительный микроскоп УИМ-23, причем в качестве измер емой величины выбирали угол наклонг трещпчы базовому направлению развити разрушени ,

В качестве базового направлени роста трещины рассматривали плоскость, котора проходила через середину центрального отверсти перпендикул рно направлению раст жени образца. Дл этого первоначально на образце проводили вертикальную линию, котора при нагружении образца соответствовала направлению нагружени , а далее после испытаний проводили по поверхности линию перпендикул рно указанной выше вертикали, которую ориентировали по диаметру центрального отверсти .

Дл решени задачи определени угла наклона, по которому оценивали высоту скоса от пластической деформации, разбивали кривую в виде следа трещины по поверхности пластины на участки 2,0 мм (фиг, 2). Более мелкий интервал до 1,0 мм давал по предварительным оценкам аналогичный результат, но при этом существенно возрастала трудоемкость. Еще меньший интервал длин давал результат в области микроисследований , когда необходимо было проводить измерени при больших увеличени х. При этом возрастала не только трудоемкость, но в силу огромного количества информации тер лась эффективность измерени углов.

В пределах каждого выбранного интервала измерений проводили аппроксимацию кривой пр мой линией (фиг. 3), причем в некоторых случа х допускали разбивку менее 2 мм, когда попадал резкий перелом (фиг. 3). Тогда границы нового интервала определ ли по точкам излома кривой фронта трещины и после этого участка снова возвращались к интервалу 2,0 мм,

Измерени проводили в отраженном свете, предварительно выставл крестовину проекционным методом. Дл этого фиксировали крестовину на столе микроскопа и ориентировали ее так, чтобы базовой дл изменений угла была грань, параллельна выбранному первоначально базовому направлению , совпадающему с плоскостью роста трещины в срединных сло х материала . Затем точной подачей с помощью регулировочных винтов стола добивались, чтобы край крестовины совпал с горизонтальной линией сетки на своем всем прот жении.

После установки переходили к измерению угла. Дл этого поперечной и продольной подачей микроскопа подводили под

0 перекрестие правый и левый участки трещины . Началом отсчета вл лс край отверсти в центральной части крестовины, откуда брала свое начало трещина. После измерени угла с помощью окул ра передвигали

5 каретку в продольном базовому направлении на 2,0 мм. Поперечной подачей подводили границу предыдущего и следующего участков под перекрестие окул ра и измер ли угол на новом участке, Исследовали таG ким образом всю трещину слева и справа в пределах зоны равномерного напр женного состо ни материала, после чего поворачивали крестовину и проводили аналогичные измерени с другой стороны крестовины с

5 обеих сторон от отверсти .

На основании измеренного угла последовательно по интервалам определ ли высоту скоса последовательным суммированием определ емой величины на каждом интервале

0 по известным тригонометрическим соотношени м . Проводили усреднение результатов измерений дл одноименных сторон пластины относительно центрального отверсти - четыре значени величины скоса

5 дл каждого образца на сравнимой длине трещины относительно отверсти , Ставили в соответствие величине высоты скоса от пластической деформации величину коэффициента интенсивности напр жений и оп0 редел ли соответствующую поправку на асимметрию цикла, котора позвол ла определить эффективную величину коэффициента интенсивности напр жени .

Достоверность проводимых оценок

5 уровн эквивалентного повреждающего действи нагрузок проводили по одному из испытанных крестообразных образцов, в котором асимметри составила 0,6. Сопоставлени определ вшейс по изобретению

Claims

0 величины, зафиксированной по результатам тензометрировани , с расчетом показали совпадение в пределах 20%. Формула изобретени 1. Способ определени эквивалентного

5 повреждающего действи циклических нагрузок , заключающийс в том, что два плоских образца циклически нагружают при разных асимметри х циклов, определ ют значени длины трещин и ширины скосов от пластической деформации, по соответствию

которых суд т об эквивалентном повреждающем действии нагрузок, отличающийс тем, что, с целью повышени точности путем учета погрешностей, св занных с эффектом туннелировани трещины, нагруже- ни прекращают до начала неустойчивого роста трещин и определ ют на каждом образце зависимость от длины трещины угла между направлением развити трещины и перпендикул ром к направлению раст ги0

вающего усили в пределах зоны однородного напр женного состо ни материала, с учетом соответстви которых суд т об эквивалентном повреждающем действии нагрузок .
2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что на каждом образце представл ют высоту скоса, с учетом соответстви которых суд т об эквивалентном повреждающем действии нагрузок.

Фиг. 1 Направление нагрузки

базоба плоскость

(Srij

Направление нагрузки Фиг,

ffasofaa плоскость

(5л)

Направление нагрузка

i

Направление нагрузки Фиг.Ь

0,1мм 1пм 2мм 1.8мм 2мм