Page 104 - 07
P. 104
рушения. В изломе четко видны начальная трещина и ее прирост за время нагру-
жения (рис. 5).
При малоцикловом нагружении скорость увеличения КИН K I по числу циклов
dK 3,77(l + β[γ ln(1 γ)])+ - 3,77l
I = σ cycle - , (3)
dn Q ( ) δβ[γ ln(1 γ)]l + + - Q ( )l
l D 2
где b = ; g = (K I / K IC ) ; s cycle – амплитуда напряжений при цикли-
[g + ln(1 - )] ng ×
ческом нагружении; n – число циклов нагружения. После интегрирования урав-
нения (3) получили простое соотношение, устанавливающее связь числа циклов
до разрушения с коэффициентом K I. В таблице приведены экспериментальные
данные, полученные при циклическом нагружении образцов с эллиптическими
трещинами разного размера.
Прирост трещин при циклическом нагружении
l 0 2С 0 l k 2С k K 0 I K k I K IС n exp n calc
3/2
mm kN/mm
0,85 3,55 1,05 3,60 1,86 1,98 2,04 5 6
0,63 3,00 0,67 3,01 1,71 1,82 1,94 6 6
0,45 2,30 0,70 2,32 1,82 1,97 1,97 3 4
0,40 1,90 0,60 2,00 1,39 1,47 1,90 10 12
0,70 3,10 0,90 3,15 1,86 1,97 1,97 4 4
0,70 3,50 0,78 3,75 1,78 1,83 1,92 2 2
0,60 2,70 0,75 2,75 1,88 1,98 2,02 3 3
0,65 2,60 0,78 2,63 1,89 1,98 1,98 2 3
0
k
Примечание: l 0 , 2С 0 – размеры начальной трещины, а l k , 2С k – конечной; K , K – КИН
I I
для начальной и конечной трещин. Расчетное число циклов нагружения n calc достаточно точно
совпадает с экспериментальным n exp для измеренного прироста трещины.
ВЫВОДЫ
Предложена установка для выращивания на плоских образцах поверхност-
ных эллиптических трещин. Для стали СП-53 определены значения КИН K IС в
условиях плоского деформированного состояния, получены зависимости време-
ни до разрушения при длительном статическом нагружении образцов с усталост-
ными трещинами. Построено уравнение, определяющее скорость изменения
КИН в зависимости от числа циклов нагружения.
РЕЗЮМЕ. Досліджено вплив втомних еліптичних тріщин на в’язкість руйнування
високоміцної сталі, а також вплив статичного і малоциклового навантаження на їх ріст.
SUMMАRY. The influence of fatigue elliptic cracks on fracture toughness of high-strength
steel as well as the influence of static and low-cycle loading on their growth are investigated.
1. Черепанов Г. П. О росте трещин при циклическом нагружении // Прикл. механика и
техн. физика. – 1968. – № 6. – С. 1271–1278.
2. Панасюк В. В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. – К.: Наук. думка,
1968. – 232 с.
3. Койтер В. Т. Бесконечный ряд параллельных трещин в упругой плоскости // Пробле-
мы механики сплошной среды. – М.: Наука, 1961. – С. 202–221.
4. Дроздовский Б. А., Фридман Я. Б. Влияние трещин на механические свойства конст-
рукционных сталей. – М.: Металлургиздат, 1960. – 176 с.
5. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. – М.: Наука, 1974. – 640 с.
Получено 16.07.2013
110
