Page 53 - Zmist-n3-2015-new

(0)
*
0
N
із відповідними початковою r eq () r= eq = S 0 p та граничною r eq ( ) rº eq =
l
= S * p умовами.
Формула (23) наближено описує залишкову довговічність металевого мате-
ріалу із плоскою втомною тріщиною автомодельних розмірів за дії зовнішнього
циклічного навантаження. Для практичного застосування сформульованої вище
моделі під час оцінювання залишкового ресурсу конструкційних металевих мате-
ріалів із тріщинами необхідно спочатку визначити невідомі фізико-механічні
характеристики матеріалу, які входять у рівняння залишкової довговічності (23).
Результати розрахунку та експериментальна верифікація. За методикою,
описаною раніше [11–13], побудували експериментальні кінетичні діаграми
втомного руйнування (КДВР) балкових зразків основного металу та шва зварного
з’єднання зі сплаву 1201-Т (рис. 4).

Рис. 4. КДВР зварного з’єднання зі сплаву 1201-Т (f = 16 Hz, R = 0,3): a – основний метал;
b – зварний шов; суцільні лінії – розрахунок; точки – експеримент.

Fig. 4. Fatigue fracture kinetic diagrams of 1201-T alloy welded join (f = 16 Hz, R = 0.3):
a – base metal; b – weld; solid lines – calculation; points – experiment.
Основні механічні характеристики сплаву такі [14]: умовна границя текучос-
4
ті s 0,2 = 300 МPа, границя міцності s B = 420 МPа, E = 7,2×10 МPа. Режими елек-
тронно-променевого зварювання, за якого отримали досліджуваний зварний шов,
наведені у праці [14].
Модельне рівняння росту втомної плоскої тріщини (21) для балкового зразка
із тріщиною таке:
4 - 1 2
dl - 2 D K - 2E Dd I 0 s KD I
th
I
= 0,05 s 0 . (24)
dN ( ) Ka - 1 Ic - (1 R- ) - 2 K D I 2
2
I
Статичну тріщиностійкість K Ic зон зварного з’єднання досліджуваного сплаву
визначали за відповідною експериментальною методикою [15, 16], що базується
на явищі акустичної емісії. Решту невідомих фізико-механічних параметрів, що
входять у рівняння (24), обчислювали методом найменших квадратів за КДВР
1/2
(рис. 4) і отримали: для основного металу K Ic = 20,5 МPа·m , s 0 = 374 МPа,
–7
–1
1/2
I×a = 0,058, I Dd th = 2,91·10 m; для зварного шва відповідно 15,3 МPа·m ,
–8
522 МPа, 0,081 і 3,7·10 m.
За формулою (23) побудували залежності залишкової довговічності N l звар-
ного з’єднання зі сплаву 1201-Т від початкового значення радіуса r 0 дискової
52