Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин
Выполнен анализ соотношения продолжительности стадий зарождения и развития усталостных трещин с учетом влияния размеров трещин, соответствующих их зарождению, наличия на поверхности образцов локальных повреждений, рассеяния результатов испытания, концентраторов напряжений, вида напряженного состоян...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2014
|
| Назва видання: | Проблемы прочности |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112797 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин / В.Т. Трощенко, Л.А. Хамаза // Проблемы прочности. — 2014. — № 4. — С. 5-20. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-112797 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1127972020-11-22T21:32:52Z Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин Трощенко, В.Т. Хамаза, Л.А. Научно-технический раздел Выполнен анализ соотношения продолжительности стадий зарождения и развития усталостных трещин с учетом влияния размеров трещин, соответствующих их зарождению, наличия на поверхности образцов локальных повреждений, рассеяния результатов испытания, концентраторов напряжений, вида напряженного состояния и других факторов. Рассмотрены подходы к определению условий перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению и приведены результаты исследования этих условий, базирующиеся на анализе изменения характеристик циклической неупругости металлов и сплавов в зависимости от числа циклов нагружения и скорости развития коротких усталостных трещин в зависимости от размаха коэффициента интенсивности напряжений. Виконано аналіз співвідношення тривалості стадій зародження і розвитку тріщин від утомленості з урахуванням впливу розмірів тріщин, що відповідають їх зародженню, наявності на поверхні зразків локальних пошкоджень, розсіяння результатів випробування, концентраторів напружень, виду напруженого стану та інших чинників. Розглянуто підходи до визначення умов переходу від розсіяного до локалізованого утомного пошкодження і наведено результати дослідження цих умов, що базуються на аналізі зміни характеристик циклічної непружності металів і сплавів у залежності від числа циклів навантаження і швидкості розвитку коротких тріщин від утомленості у залежності від розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень. A ratio between the durations of fatigue crack initiation and propagation stages is analyzed taking into account the influence of crack sizes corresponding to the crack initiation, the presence of local damages on the specimen surface, the scatter of test results, the stress concentrators, the type of stress state, and other factors. The approaches to identifying the conditions for a transition from dispersed to localized damage are discussed; the paper gives the results of investigation of these conditions, which is based on an analysis of cyclic inelasticity characteristics of metals and alloys versus the number of loading cycles and the rate of propagation of short fatigue cracks depending on the range of stress intensity factor. 2014 Article Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин / В.Т. Трощенко, Л.А. Хамаза // Проблемы прочности. — 2014. — № 4. — С. 5-20. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112797 539.421 ru Проблемы прочности Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел |
| spellingShingle |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел Трощенко, В.Т. Хамаза, Л.А. Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин Проблемы прочности |
| description |
Выполнен анализ соотношения продолжительности стадий зарождения и развития усталостных трещин с учетом влияния размеров трещин, соответствующих их зарождению,
наличия на поверхности образцов локальных повреждений, рассеяния результатов испытания, концентраторов напряжений, вида напряженного состояния и других факторов.
Рассмотрены подходы к определению условий перехода от рассеянного к локализованному
усталостному повреждению и приведены результаты исследования этих условий, базирующиеся на анализе изменения характеристик циклической неупругости металлов и сплавов в
зависимости от числа циклов нагружения и скорости развития коротких усталостных
трещин в зависимости от размаха коэффициента интенсивности напряжений. |
| format |
Article |
| author |
Трощенко, В.Т. Хамаза, Л.А. |
| author_facet |
Трощенко, В.Т. Хамаза, Л.А. |
| author_sort |
Трощенко, В.Т. |
| title |
Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин |
| title_short |
Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин |
| title_full |
Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин |
| title_fullStr |
Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин |
| title_full_unstemmed |
Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин |
| title_sort |
условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. сообщение 2. продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112797 |
| citation_txt |
Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и развитая усталостных трещин / В.Т. Трощенко, Л.А. Хамаза // Проблемы прочности. — 2014. — № 4. — С. 5-20. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. |
| series |
Проблемы прочности |
| work_keys_str_mv |
AT troŝenkovt usloviâperehodaotrasseânnogoklokalizovannomuustalostnomupovreždeniûmetallovisplavovsoobŝenie2prodolžitelʹnostʹstadijzaroždeniâirazvitaâustalostnyhtreŝin AT hamazala usloviâperehodaotrasseânnogoklokalizovannomuustalostnomupovreždeniûmetallovisplavovsoobŝenie2prodolžitelʹnostʹstadijzaroždeniâirazvitaâustalostnyhtreŝin |
| first_indexed |
2025-07-08T04:42:47Z |
| last_indexed |
2025-07-08T04:42:47Z |
| _version_ |
1837052483045687296 |
| fulltext |
ÍÀÓ×ÍÎ-ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÉ
ÐÀÇÄÅË
ÓÄÊ 539.421
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó
ïîâðåæäåíèþ ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ. Ñîîáùåíèå 2. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü
ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
Èíñòèòóò ïðîáëåì ïðî÷íîñòè èì. Ã. Ñ. Ïèñàðåíêî ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, Óêðàèíà
Âûïîëíåí àíàëèç ñîîòíîøåíèÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ óñòà-
ëîñòíûõ òðåùèí ñ ó÷åòîì âëèÿíèÿ ðàçìåðîâ òðåùèí, ñîîòâåòñòâóþùèõ èõ çàðîæäåíèþ,
íàëè÷èÿ íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ ëîêàëüíûõ ïîâðåæäåíèé, ðàññåÿíèÿ ðåçóëüòàòîâ èñïû-
òàíèÿ, êîíöåíòðàòîðîâ íàïðÿæåíèé, âèäà íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ è äðóãèõ ôàêòîðîâ.
Ðàññìîòðåíû ïîäõîäû ê îïðåäåëåíèþ óñëîâèé ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó
óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ è ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ýòèõ óñëîâèé, áàçèðó-
þùèåñÿ íà àíàëèçå èçìåíåíèÿ õàðàêòåðèñòèê öèêëè÷åñêîé íåóïðóãîñòè ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ â
çàâèñèìîñòè îò ÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ è ñêîðîñòè ðàçâèòèÿ êîðîòêèõ óñòàëîñòíûõ
òðåùèí â çàâèñèìîñòè îò ðàçìàõà êîýôôèöèåíòà èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: óñòàëîñòíàÿ òðåùèíà, ñòàäèè çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ òðåùèí, ìà-
ãèñòðàëüíàÿ òðåùèíà.
Ââåäåíèå. Êðèâûå óñòàëîñòè, ñîîòâåòñòâóþùèå ðàçðóøåíèþ îáðàçöà è çàðîæäå-
íèþ óñòàëîñòíîé òðåùèíû, ïîêàçàíû íà ðèñ. 1 â êîîðäèíàòàõ àìïëèòóäà íàïðÿæåíèé
� à – ÷èñëî öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ N ð, èëè äî çàðîæäåíèÿ òðåùèíû N ç. Êðèâàÿ 1
ñîîòâåòñòâóåò ðàçðóøåíèþ îáðàçöà, ïîä êîòîðûì, â çàâèñèìîñòè îò ïðèíÿòîãî ìåòîäà
èñïûòàíèÿ, ïîíèìàåòñÿ ëèáî åãî ïîëíîå ðàçðóøåíèå, ëèáî âîçíèêíîâåíèå òðåùèí
îïðåäåëåííûõ ðàçìåðîâ, ïî äîñòèæåíèè êîòîðûõ äàëüíåéøåå èñïûòàíèå ïðåêðà-
ùàåòñÿ. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ðàçìåðû òàêèõ òðåùèí äîñòàòî÷íî âåëèêè ïî ñðàâíåíèþ
ñ ðàçìåðàìè, êîòîðûå ðàññìàòðèâàþòñÿ ïðè èññëåäîâàíèè çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíûõ
òðåùèí.
Êðèâàÿ 2 ñîîòâåòñòâóåò çàðîæäåíèþ óñòàëîñòíîé òðåùèíû îäíîãî è òîãî æå ðàç-
ìåðà, íå çàâèñÿùåãî îò âåëè÷èíû íàïðÿæåíèé, ïðè êîòîðûõ ïðîâîäÿòñÿ èñïûòàíèÿ.
Ïîëàãàþò, ÷òî ðàçìåð òàêîé òðåùèíû, êàê ïðàâèëî, áîëüøå, ÷åì ðàçìåð òðåùèíû,
îòìå÷àåìûé ïðè ïåðåõîäå îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæ-
äåíèþ.
Âî ìíîãèõ èññëåäîâàíèÿõ, èçâåñòíûõ èç ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íèêîâ, âûâîä î
ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí îñíîâûâà-
åòñÿ íà ðàññìîòðåíèè èìåííî òàêèõ êðèâûõ çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí.
Êðèâàÿ 3 ñîîòâåòñòâóåò çàðîæäåíèþ ìàãèñòðàëüíîé óñòàëîñòíîé òðåùèíû, ò.å.
òðåùèíû, ñîîòâåòñòâóþùåé ïåðåõîäó îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñò-
íîìó ïîâðåæäåíèþ. Ýòîò ïåðåõîä îáóñëîâëåí òåì, ÷òî îäíà èç ìèêðîòðåùèí, çàðî-
äèâøèõñÿ â ñëó÷àéíî ðàñïðåäåëåííûõ ïî îáúåìó ìåòàëëà çîíàõ ëîêàëüíîãî ïëàñòè-
÷åñêîãî äåôîðìèðîâàíèÿ, äîñòèãàåò òàêèõ ðàçìåðîâ, ÷òî ïðè äåéñòâóþùåì óðîâíå
íàïðÿæåíèé è ñîñòîÿíèè ìàòåðèàëà âáëèçè òðåùèíû íà÷èíàåò ðàçâèâàòüñÿ ñ âûñîêîé
ñêîðîñòüþ, ÷òî ïðèâîäèò ê ïîëíîìó ðàçðóøåíèþ.
© Â. Ò. ÒÐÎÙÅÍÊÎ, Ë. À. ÕÀÌÀÇÀ, 2014
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 5
Îäíèì èç âàæíûõ ôàêòîðîâ, îáóñëîâëèâàþùèõ ðåçêîå óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè
ðàçâèòèÿ òðåùèíû, êàê ýòî ïîêàçàíî âî ìíîãèõ ðàáîòàõ, ÿâëÿåòñÿ “ïîãëîùåíèå”
ìàãèñòðàëüíîé òðåùèíîé â ïðîöåññå åå ðàçâèòèÿ äðóãèõ çàðîäèâøèõñÿ òðåùèí.
Àíàëèç ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñòàäèé çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû è åå ðàñ-
ïðîñòðàíåíèÿ ïðîâîäèòñÿ, êàê ïðàâèëî, íà îñíîâå ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîñòðîåííûõ
çàâèñèìîñòåé ðàçìåðà òðåùèíû íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà îò ÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ
N èëè îò îòíîøåíèÿ ÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ N ê ÷èñëó öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ N ð
ïðè ïîñòîÿííîé âåëè÷èíå íîìèíàëüíûõ íàïðÿæåíèé.
Ñ èñïîëüçîâàíèåì òàêèõ ðåçóëüòàòîâ ìîæíî ïîñòðîèòü êðèâûå çàðîæäåíèÿ óñòà-
ëîñòíûõ òðåùèí è ñðàâíèòü èõ ñ êðèâûìè óñòàëîñòè.
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíî ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ ïðè êðóãîâîì èçãèáå
ìàëîëåãèðîâàííîé ñòàëè ñ ìåëêîçåðíèñòîé è êðóïíîçåðíèñòîé ñòðóêòóðîé, âûñîêî-
ïðî÷íîé óãëåðîäèñòîé ñòàëè è óãëåðîäèñòîé ñòàëè ñ ìåëêî- è êðóïíîçåðíèñòîé
ñòðóêòóðîé [1–3].
Êàê âèäíî, äëÿ âñåõ èññëåäîâàííûõ ñòàëåé ïîâåðõíîñòíûå òðåùèíû äëèíîé
2 0 20 0 25à� , ... , ìì çàðîæäàþòñÿ ïðè ÷èñëå öèêëîâ, íå ïðåâûøàþùåì 20% ÷èñëà
öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ, ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñòàäèè çàðîæäåíèÿ òðåùèí ñóùåñòâåííî
âîçðàñòàåò ñ óâåëè÷åíèåì ðàçìåðà òðåùèíû.
Ñ ó÷åòîì çàäà÷è èññëåäîâàíèÿ íàèáîëüøèé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò àíàëèç ñîîòíî-
øåíèÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí ïðè
óñëîâèè, ÷òî ïåðåõîä îò îäíîé ñòàäèè ê äðóãîé îïðåäåëÿåòñÿ äîñòèæåíèåì òðåùèíîé
ðàçìåðîâ ìàãèñòðàëüíîé òðåùèíû, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ïåðåõîäó îò ðàññåÿííîãî ê
ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ.
 òî æå âðåìÿ ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ ïðîàíàëèçèðîâàòü èìåþùèåñÿ â ëèòåðà-
òóðíûõ èñòî÷íèêàõ ìíîãî÷èñëåííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå ïî ïðîäîëæèòåëü-
íîñòè ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è ðàñïðîñòðàíåíèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí, â êîòîðûõ íå
èñïîëüçóåòñÿ ñôîðìóëèðîâàííûé âûøå êðèòåðèé ïåðåõîäà îò îäíîé ñòàäèè ðàçâèòèÿ
òðåùèí ê äðóãîé [4–9 è äð.].
Ïîëó÷åííûå ïðè òàêîì àíàëèçå ÷èñëà öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ è ðàñïðîñòðàíåíèÿ
óñòàëîñòíûõ òðåùèí è èõ ñîîòíîøåíèå çàâèñÿò îò ìíîãèõ ôàêòîðîâ.
 ïåðâóþ î÷åðåäü ýòî âûáîð ðàçìåðà òðåùèíû, êîòîðûé ïðèíèìàåòñÿ çà ðàçìåð
çàðîäèâøåéñÿ òðåùèíû.
 îäíèõ ñëó÷àÿõ ýòî ðàçìåð òðåùèíû, ïî äîñòèæåíèè êîòîðîãî îíà íàäåæíî
ôèêñèðóåòñÿ ïðèíÿòûì ìåòîäîì èçìåðåíèÿ, â äðóãèõ – ýòî ðàçìåð, êîòîðûé íàõîäèòñÿ
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
6 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Ðèñ. 1. Êðèâûå óñòàëîñòè, ñîîòâåòñòâóþùèå ðàçðóøåíèþ îáðàçöà è çàðîæäåíèþ óñòàëîñòíîé
òðåùèíû â ìåòàëëàõ: N ñð – ÷èñëî öèêëîâ îò çàðîæäåíèÿ òðåùèíû äî ðàçðóøåíèÿ; �R –
ïðåäåë âûíîñëèâîñòè.
â êàêîì-ëèáî ñîîòíîøåíèè ñ ðàçìåðàìè ñòðóêòóðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ èññëåäóåìîãî
ìàòåðèàëà, â òðåòüèõ – òàêîé ðàçìåð ïðèíèìàåòñÿ äëÿ óäîáñòâà èññëåäîâàíèÿ è ò.ä.
Ïðè àíàëèçå ñîîòíîøåíèÿ ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí
íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ðàññåÿíèå ÷èñåë öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ è ðàñïðîñòðàíåíèÿ
óñòàëîñòíûõ òðåùèí [5, 8, 9 è äð.]. Ñîîòíîøåíèå óêàçàííûõ ñòàäèé çàâèñèò îò òîãî,
çàðîäèëàñü ëè óñòàëîñòíàÿ òðåùèíà íà ãëàäêîé ïîâåðõíîñòè îáðàçöà èëè åå çàðîæ-
äåíèå èíèöèèðîâàíî íàíåñåíèåì íà ïîâåðõíîñòü ðàçëè÷íûõ ëîêàëüíûõ ïîâðåæäåíèé
[5, 7]. Ïðè ýòîì âàæíûì ÿâëÿåòñÿ ó÷åò âëèÿíèÿ íà ñîîòíîøåíèå ñòàäèé ìåòîäà
îïðåäåëåíèÿ ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ îáðàçöà: â îäíèõ ñëó÷àÿõ òàêèì ÷èñëîì
öèêëîâ ÿâëÿåòñÿ ïîëíîå ðàçðóøåíèå îáðàçöà, â äðóãèõ – çàðîæäåíèå òðåùèíû îïðå-
äåëåííîãî ðàçìåðà. Çíà÷èòåëüíûå ñëîæíîñòè ïðåäñòàâëÿåò èçìåðåíèå ðàçìåðîâ
ìàëûõ òðåùèí ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ.
Âëèÿíèå ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ íà ñîîòíîøåíèå ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è ðàçâè-
òèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí. Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ðàçâèòèÿ
ïîâåðõíîñòíûõ òðåùèí â ãëàäêèõ îáðàçöàõ ïðè êðóãîâîì èçãèáå ïðè ðàçëè÷íûõ
íàïðÿæåíèÿõ â âèäå çàâèñèìîñòè ðàçìåðà òðåùèíû îò îòíîøåíèÿ ÷èñëà öèêëîâ
íàãðóæåíèÿ ê ÷èñëó öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ óãëåðîäèñòîé ñòàëè S45C è ìàëîëåãè-
ðîâàííûõ ñòàëåé SCr440, SCM435 è SNCM439 [7]. Ïîëó÷åííûå ïðè ðàçëè÷íûõ
óðîâíÿõ íàïðÿæåíèé ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå ïîêàçûâàþò, ÷òî äëÿ êàæäîãî èç
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ...
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 7
a
á â
Ðèñ. 2. Êðèâûå óñòàëîñòè è êðèâûå çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí ðàçíûõ ðàçìåðîâ 2à â
ìàëîëåãèðîâàííîé (à), âûñîêîïðî÷íîé óãëåðîäèñòîé (á) è óãëåðîäèñòîé (â) ñòàëÿõ, �0 –
ïðåäåë âûíîñëèâîñòè ãëàäêîãî îáðàçöà (à, â: ñïëîøíûå ëèíèè – ìåëêîçåðíèñòàÿ ñòðóêòóðà,
øòðèõîâûå – êðóïíîçåðíèñòàÿ).
èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ îíè ðàñïîëàãàþòñÿ áëèçêî ê åäèíîé êðèâîé â êîîðäèíàòàõ
äëèíà òðåùèíû 2à – îòíîøåíèå N N ð. Íàáëþäàåòñÿ îïðåäåëåííîå ðàññåÿíèå ðåçóëü-
òàòîâ, êîòîðîå íàèáîëåå ñóùåñòâåííî â îáëàñòè ìàëûõ ðàçìåðîâ òðåùèí.
Åñëè äëÿ èññëåäîâàííûõ ñòàëåé ïðèíÿòü ðàçìåð çàðîäèâøåéñÿ òðåùèíû 0,025 ìì,
òî ïðè ðàçìåðå òðåùèíû 2,0 ìì ÷èñëî öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ òðåùèíû ðàçìåðîì
0,025 ìì ñîñòàâèò 0 2, ðN , â òî âðåìÿ êàê ÷èñëî öèêëîâ åå ðàñïðîñòðàíåíèÿ – 0 7, ðN
(ðèñ. 3).
8 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
a á
â ã
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü äëèíû òðåùèíû 2à îò îòíîøåíèÿ N N ð äëÿ ñòàëåé S45C (a), SCr440 (á),
SCM435 (â) è SNCM439 (ã): 1, 7, 11, 16 – �a � 700 ÌÏà; 2, 13, 18 – �à � 600 ÌÏà; 3, 14, 19 –
�à � 500 ÌÏà; 4 – �à � 480 ÌÏà; 5, 9 – �à � 800 ÌÏà; 6, 10, 15 – �à � 750 ÌÏà; 8 – �à �
� 520 ÌÏà; 12, 17 – �à � 650 ÌÏà.
Ïðèíÿâ ðàçìåð çàðîäèâøåéñÿ òðåùèíû áîëüøå 0,025 ìì, ñîîòíîøåíèå ñòàäèé
çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí áóäåò äðóãèì.
 ðàáîòå [7] ïðèâåäåíû òàêæå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ òðå-
ùèíû â ñòàëè SNCM439 ïðè èíèöèèðîâàíèè çàðîæäåíèÿ òðåùèíû èç ñâåðëåíèé
äèàìåòðîì è ãëóáèíîé 0,1 ìì. Îñðåäíåííûå ðåçóëüòàòû ýòèõ èññëåäîâàíèé ïðè
ðàçëè÷íûõ óðîâíÿõ íàïðÿæåíèé äëÿ ñëó÷àÿ, êîãäà ðàçìåð òðåùèíû ðàâåí ñóììå
äèàìåòðà ñâåðëåíèÿ è ðàçìåðà óñòàëîñòíîé òðåùèíû, çàðîäèâøåéñÿ â íåì, ïîêàçàíû
íà ðèñ. 3,ã øòðèõîâîé ëèíèåé. Òàì æå øòðèõïóíêòèðíîé ëèíèåé ïðåäñòàâëåíà çàâè-
ñèìîñòü, êîãäà çà ðàçìåð òðåùèíû ïðèíèìàåòñÿ òîëüêî ðàçìåð óñòàëîñòíîé òðåùèíû,
çàðîäèâøåéñÿ â ñâåðëåíèè.
Èç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ñëåäóåò, ÷òî îòíîñèòåëüíàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñòà-
äèè çàðîæäåíèÿ òðåùèíû ðàçìåðîì áîëüøå 0,1 ìì ïðè íàëè÷èè ñâåðëåíèÿ, êîòîðîå
èìèòèðóåò ïîâåðõíîñòíûé äåôåêò, ñóùåñòâåííî óìåíüøàåòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñî ñòà-
äèåé çàðîæäåíèÿ òðåùèíû àíàëîãè÷íûõ ðàçìåðîâ â íåïîâðåæäåííîì îáðàçöå.
Ðàññåÿíèå ÷èñåë öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ
è ïðîäîëæèòåëüíîñòü èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ äî ðàçðóøåíèÿ èññëåäîâàëèñü â ðàáîòàõ [5,
8, 9]. Íà ðèñ. 4 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ óãëåðîäèñòîé íîðìàëèçîâàííîé
ñòàëè (0,21% Ñ) è óãëåðîäèñòîé ñòàëè (0,45% Ñ) ïîñëå çàêàëêè è îòïóñêà [8].
Äëÿ êàæäîãî ìàòåðèàëà ïðè êðóãîâîì èçãèáå ïðè îäíîì óðîâíå íàïðÿæåíèÿ
èññëåäîâàëîñü 15 èëè 16 îáðàçöîâ. Çàðîæäåíèå è ðàçâèòèå òðåùèí ìàêñèìàëüíûõ
ðàçìåðîâ íàáëþäàëîñü íà ãëàäêîé ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì îïòè-
÷åñêèõ ìåòîäîâ.
Íà ðèñ. 4,à,á ïîñòðîåíû çàâèñèìîñòè ðàçìåðîâ òðåùèíû îò ÷èñëà öèêëîâ
íàãðóæåíèÿ, íà ðèñ. 4,â,ã – çàâèñèìîñòè äëèíû òðåùèíû îò îòíîøåíèÿ ÷èñëà öèêëîâ
äî äîñòèæåíèÿ òðåùèíîé îïðåäåëåííûõ ðàçìåðîâ ê ÷èñëó öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ.
Âèäíî ñóùåñòâåííîå ðàññåÿíèå îò îáðàçöà ê îáðàçöó ÷èñëà öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ
òðåùèí îïðåäåëåííûõ ðàçìåðîâ è äî ïîëíîãî ðàçðóøåíèÿ.
Íàèáîëüøåå ðàññåÿíèå äàííûõ îòìå÷àåòñÿ äëÿ ÷èñëà öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ
òðåùèí ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ ðàçìåðîâ. Òàê, äëÿ íîðìàëèçîâàííîé ñòàëè – ýòî
òðåùèíû ðàçìåðîì 0,2 ìì, äëÿ çàêàëåííîé è îòïóùåííîé ñòàëè – 0,1 ìì.
Ðàññåÿíèå ÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ îò çàðîæäåíèÿ òðåùèí óêàçàííûõ ðàçìåðîâ
äî ïîëíîãî ðàçðóøåíèÿ ãîðàçäî ìåíüøå, ÷åì òàêîâîå äî çàðîæäåíèÿ òðåùèí.
Äàííûå, ïðèâåäåííûå â ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íèêàõ, ïîêàçûâàþò, ÷òî îòíîøåíèå
÷èñëà öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ ê ÷èñëó
öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ (N Nç ð) âîçðàñòàåò ñ óâåëè÷åíèåì ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøå-
íèÿ.
 ðàáîòå [10] âûïîëíåíî îáîáùåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïî îöåíêå
îòíîøåíèÿ N Nç ð ïðè îñåâîì íàãðóæåíèè ãëàäêèõ îáðàçöîâ ìàëîëåãèðîâàííûõ
ñòàëåé, àëþìèíèåâîãî ñïëàâà, âûñîêîïðî÷íîé ñòàëè, ïîëèêàðáîíàòà, ÷èñòîãî àëþìè-
íèÿ è íèêåëÿ. Ðåçóëüòàòû òàêîãî îáîáùåíèÿ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5 â âèäå çàâèñèìîñòè
îòíîøåíèÿ ÷èñëà öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû ðàçìåðîì ïðèìåðíî
0,05–0,07 ìì ê ÷èñëó öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ îò ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ. Ïðè-
íÿòûé ðàçìåð òðåùèíû 0,05–0,07 ìì áëèçîê ê ðàçìåðàì òðåùèí, ñîîòâåòñòâóþùèõ
ïðåäåëàì âûíîñëèâîñòè óãëåðîäèñòûõ è ìàëîëåãèðîâàííûõ ñòàëåé.
Èç ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 5 äàííûõ ñëåäóåò, ÷òî äëÿ ðàññìîòðåííûõ ìàòåðèàëîâ
ïðè ÷èñëå öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ áîëüøå 106 ñòàäèÿ çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùè-
íû ðàçìåðîì 0,05–0,07 ìì ñîñòàâëÿåò áîëåå 90% îáùåé äîëãîâå÷íîñòè.
Óâåëè÷åíèå äîëè çàðîæäåíèÿ òðåùèíû ïî ñðàâíåíèþ ñ äîëåé åå ðàçâèòèÿ ñ
ðîñòîì ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ íàáëþäàëîñü òàêæå â ðàáîòàõ [11, 12 è äð.].
Ïðè íàëè÷èè êîíöåíòðàòîðîâ íàïðÿæåíèé ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñòàäèè çàðîæäå-
íèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ óìåíüøàåòñÿ, à ïðîäîëæèòåëüíîñòü
ñòàäèè åå ðàñïðîñòðàíåíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ. Ýòî íàáëþäàåòñÿ êàê ïðè íàíåñåíèè íà
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 9
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ...
10 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
a â
á ã
Ðèñ. 4. Ðàññåÿíèå ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèÿ óãëåðîäèñòîé íîðìàëèçîâàííîé ñòàëè (à, â) è
óãëåðîäèñòîé ñòàëè ïîñëå çàêàëêè è îòïóñêà (á, ã): à, â – � �à � �1 06 2600, ÌÏà; á, ã –
� �à � �114 5000, ÌÏà; �0 – ïðåäåë âûíîñëèâîñòè.
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü îòíîøåíèÿ N Nç p îò ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ N ð: 1, 2 – ìàëî-
ëåãèðîâàííàÿ ñòàëü; 3 – àëþìèíèåâûé ñïëàâ; 4 – âûñîêîïðî÷íàÿ ñòàëü; 5 – ïîëèêàðáîíàò; 6 –
÷èñòûé àëþìèíèé è íèêåëü.
ïîâåðõíîñòü îáðàçöîâ ðàçëè÷íûõ ëîêàëüíûõ ïîâðåæäåíèé (ñâåðëåíèå, êîððîçèîííûå
ÿçâû è ò.ï.), ÷òî îáû÷íî èìååò ìåñòî êàê ïðè èíèöèèðîâàíèè çàðîæäåíèÿ òðåùèí íà
ïîâåðõíîñòè, òàê è ïðè íàëè÷èè êîíöåíòðàòîðîâ áîëüøèõ ðàçìåðîâ [11, 13 è äð.].
Íà ðèñ. 6 â êîîðäèíàòàõ âåðîÿòíîñòü – ÷èñëî öèêëîâ N ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû
ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ ÷èñåë öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí
N ç (ñâåòëûå òî÷êè) è èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ N cð (òåìíûå òî÷êè) â ìàëîóãëåðîäèñòîé
ñòàëè (0,16% Ñ) ðàçëè÷íîé çåðíèñòîñòè (0,014...0,102 ìêì) ïðè èíèöèèðîâàíèè
ïîâåðõíîñòíûõ òðåùèí èç ñâåðëåíèé äèàìåòðîì 0,2 ìì [5] ïðè íàïðÿæåíèè � à �
� 255 ÌÏà. Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà èññëåäîâàííîé ñòàëè ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 1.
Çà ÷èñëî öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ òðåùèíû N ç ïðèíèìàëîñü ÷èñëî öèêëîâ äî
äîñòèæåíèÿ òðåùèíîé ðàçìåðà, ðàâíîãî ñóììå äèàìåòðà ñâåðëåíèÿ è èíèöèèðî-
âàííîé ñâåðëåíèåì òðåùèíû äëèíîé 2,5 ðàçìåðà çåðíà, çà ðàçðóøåíèå – ÷èñëî öèêëîâ
äî äîñòèæåíèÿ òðåùèíîé äëèíû 3,0 ìì.
Èç ðèñ. 6 ñëåäóåò, ÷òî ïðè íàëè÷èè êîíöåíòðàòîðîâ íàïðÿæåíèé â âèäå ñâåðëå-
íèé ÷èñëî öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ òðåùèí ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ çíà÷èòåëüíî ìåíüøå,
÷åì ÷èñëî öèêëîâ ðàñïðîñòðàíåíèÿ òðåùèíû. Êðîìå òîãî, ÷èñëî öèêëîâ äî çàðîæ-
äåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò ðàçìåðà çåðíà è ñ ðîñòîì
ïîñëåäíåãî óâåëè÷èâàåòñÿ, ÷èñëî öèêëîâ ðàñïðîñòðàíåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû
ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò ðàçìåðà çåðíà, ðàññåÿíèå ÷èñëà öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ
òðåùèí ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ ñóùåñòâåííî áîëüøå, ÷åì ðàññåÿíèå ÷èñëà öèêëîâ ðàñ-
ïðîñòðàíåíèÿ òðåùèíû.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 11
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ...
Ò à á ë è ö à 1
Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàëîóãëåðîäèñòîé ñòàëè
Ðàçìåð
çåðíà, ìì
�0 2, ,
ÌÏà
� â,
ÌÏà
�,
%
� ,
%
Îáîçíà÷åíèå òî÷åê íà ðèñ. 6
N ç N ñð
0,014
0,025
0,055
0,102
263
244
190
187
416
398
396
400
47
52
61
59
66
68
65
64
�
�
�
�
�
�
�
�
Ðèñ. 6. Êðèâûå ðàñïðåäåëåíèÿ ÷èñåë öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ è ðàñïðîñòðàíåíèÿ óñòàëîñòíûõ
òðåùèí èç êîíöåíòðàòîðà íàïðÿæåíèÿ â ìàëîóãëåðîäèñòîé ñòàëè ðàçëè÷íîé çåðíèñòîñòè.
Äåòàëüíîå èññëåäîâàíèå ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñòàäèè çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíûõ
òðåùèí ãëóáèíîé 0,5 ìì è èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ â çàâèñèìîñòè îò ðàäèóñà êîíöåíò-
ðàòîðà íàïðÿæåíèé (òåîðåòè÷åñêîãî êîýôôèöèåíòà êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé) â äå-
ôîðìèðîâàííîé ñòàëè è ëèòîì àëþìèíèåâîì ñïëàâå âûïîëíåíî â ðàáîòå [13]. Èññëå-
äîâàíèå ïðîâîäèëîñü ïðè îñåâîì íàãðóæåíèè ñ êîýôôèöèåíòîì àñèììåòðèè öèêëà
R � 01, ïëîñêèõ îáðàçöîâ øèðèíîé 40–60 ìì ñ áîêîâûìè êîíöåíòðàòîðàìè íàïðÿ-
æåíèé ãëóáèíîé 8–10 ìì. Äëÿ ñòàëè ðàäèóñ êîíöåíòðàòîðà íàïðÿæåíèé �� 0 2, ; 1,25;
2,5; 10 ìì, äëÿ àëþìèíèåâîãî ñïëàâà �� 0 1, ; 1,25; 2,5 , ÷òî îòâå÷àåò òåîðåòè÷åñêèì
êîýôôèöèåíòàì êîíöåíòðàòîðà íàïðÿæåíèÿ K ò � 2 04 10 43, ... , è K ò � 2 95 121, ... , ñîîò-
âåòñòâåííî. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî äëÿ ñòàëè ïðè áîëüøèõ ðàäè-
óñàõ êîíöåíòðàòîðà íàïðÿæåíèé, íàïðèìåð ïðè �� 10 ìì, ÷èñëî öèêëîâ äî çàðîæ-
äåíèÿ òðåùèíû ãëóáèíîé 0,5 ìì âåñüìà áëèçêî ê ÷èñëó öèêëîâ äî ïîëíîãî ðàçðó-
øåíèÿ (ðèñ. 7). Â òî æå âðåìÿ äëÿ ìàëûõ ðàäèóñîâ êîíöåíòðàòîðà íàïðÿæåíèé ñòàäèÿ
çàðîæäåíèÿ òðåùèíû íàìíîãî ìåíüøå ñòàäèè åå ðàñïðîñòðàíåíèÿ.
12 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
a
á
Ðèñ. 7. ×èñëî öèêëîâ äî çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû (ñâåòëûå òî÷êè) è äî ðàçðóøåíèÿ
îáðàçöîâ (òåìíûå òî÷êè) ñ êîíöåíòðàòîðàìè íàïðÿæåíèé èç äåôîðìèðîâàííîé ñòàëè (à) è
ëèòîãî àëþìèíèåâîãî ñïëàâà (á): 1 – � � 0 2, ìì; 2, 6 – � �1 25, ìì; 3, 7 – � � 2 5, ìì; 4 – � �
�10 ìì; 5 – � � 0 1, ìì.
Íà ðèñ. 8 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ðàçìåðîâ ïîâåðõíîñòíûõ óñòàëîñòíûõ òðåùèí
îò ÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ ïðè îñåâîì íàãðóæåíèè è êðó÷åíèè ãëàäêèõ îáðàçöîâ èç
ìàëîóãëåðîäèñòîé ñòàëè ïðè íàïðÿæåíèÿõ, ïðèâîäÿùèõ â îáîèõ ñëó÷àÿõ ïðèìåðíî ê
îäèíàêîâîìó (9 105� ) ÷èñëó öèêëîâ äî ïîëíîãî ðàçðóøåíèÿ [14].
Ïðèíèìàëîñü, ÷òî ðàçìåð çàðîäèâøåéñÿ òðåùèíû ñîîòâåòñòâóåò ñóììàðíûì
ðàçìåðàì îäíîãî ôåððèòíîãî è äâóõ ïåðëèòíûõ çåðåí, ÷òî ñîñòàâëÿåò 60 ìêì.
Èç ðèñ. 8 ñëåäóåò, ÷òî óñòàëîñòíàÿ òðåùèíà ðàçìåðîì 0,060 ìì çàðîæäàåòñÿ â
ãëàäêèõ îáðàçöàõ ïðè êðó÷åíèè ïðè ãîðàçäî ìåíüøåì ÷èñëå öèêëîâ íàãðóæåíèÿ
( %),N Nç ð � 10 ÷åì ïðè îñåâîì íàãðóæåíèè (N Nç ð � 60%), è, ñëåäîâàòåëüíî, ñòà-
äèÿ çàðîæäåíèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû ïðèíÿòûõ ðàçìåðîâ ïðè êðó÷åíèè ÿâëÿåòñÿ
ìåíåå ñóùåñòâåííîé, ÷åì ïðè îñåâîì íàãðóæåíèè.
Ýòîò âûâîä õîðîøî ñîîòâåòñòâóåò ðåçóëüòàòàì, ïîëó÷åííûì â ðàáîòå [15], â
êîòîðîé èññëåäîâàëîñü çàðîæäåíèå òðåùèíû äëèíîé 0,1 ìì ïðè êðó÷åíèè è îñåâîì
íàãðóæåíèè òîíêîñòåííûõ îáðàçöîâ èç ñòàëåé 45, 12ÕÍ3À è 40Õ. Òàì æå ïîêàçàíî,
÷òî âåñüìà ìàëîå îòíîøåíèå N Nç ð ïðè êðó÷åíèè ãëàäêèõ îáðàçöîâ, î÷åâèäíî,
îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî ðîñò òðåùèí äî 0,06–0,1 ìì â èññëåäîâàííûõ ñòàëÿõ ïðîèñõî-
äèò â ïëîñêîñòè ìàêñèìàëüíûõ êàñàòåëüíûõ íàïðÿæåíèé, êîãäà ñêîðîñòü ðàçâèòèÿ
óñòàëîñòíîé òðåùèíû âåñüìà âåëèêà, â òî âðåìÿ êàê ïðè ðàñòÿæåíèè îñíîâíîå åå
ðàçâèòèå íàáëþäàåòñÿ â ïëîñêîñòè ìàêñèìàëüíûõ íîðìàëüíûõ íàïðÿæåíèé.
 ñëó÷àå åñëè òðåùèíà ðàçâèâàåòñÿ èç êîíöåíòðàòîðà íàïðÿæåíèÿ, òî êàê ïðè
ðàñòÿæåíèè, òàê è ïðè êðó÷åíèè îíà çàðîæäàåòñÿ â ïëîñêîñòè ìàêñèìàëüíûõ íîðìàëü-
íûõ íàïðÿæåíèé [16, 17], ïðè ýòîì îòíîøåíèå N Nç ð îñòàåòñÿ îäèíàêîâûì.
Íåêîòîðûå ïîäõîäû ê îïðåäåëåíèþ óñëîâèé ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê
ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ. Ïåðåõîä îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëè-
çîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ìîæíî èññëåäîâàòü ïî èçìåíåíèþ èíòåãðàëü-
íûõ õàðàêòåðèñòèê ïðîöåññîâ, ñâÿçàííûõ ñ ëîêàëüíûìè ïëàñòè÷åñêèìè äåôîðìà-
öèÿìè, êàê, íàïðèìåð, öèêëè÷åñêèå íåóïðóãèå äåôîðìàöèè, è îáðàçîâàíèåì ìèêðî-
òðåùèí, à òàêæå ïî çàêîíîìåðíîñòÿì ïåðåõîäà îò íåðàñïðîñòðàíÿþùèõñÿ êîðîòêèõ
òðåùèí ê ðàñïðîñòðàíÿþùèìñÿ, íà îñíîâå àíàëèçà êèíåòèêè ðàñïðîñòðàíåíèÿ óñòà-
ëîñòíûõ òðåùèí è ò.ï.
Ïðåäñòàâëÿþò èíòåðåñ ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå â ðàáîòàõ [18, 19], â êîòîðûõ
ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñòàäèè çàðîæäåíèÿ ìàãèñòðàëüíîé óñòàëîñòíîé òðåùèíû è óñëî-
âèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ àíàëè-
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 13
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ...
Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü ðàçìåðà òðåùèíû îò ÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ ïðè ðàñòÿæåíèè (�) è
êðó÷åíèè (�).
çèðîâàëèñü ñ èñïîëüçîâàíèåì çàâèñèìîñòåé âåëè÷èíû íåóïðóãîé äåôîðìàöèè çà
öèêë, ðàâíîé øèðèíå ïåòëè ãèñòåðåçèñà â êîîðäèíàòàõ íàïðÿæåíèå–äåôîðìàöèÿ, îò
÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ. Èññëåäîâàëèñü êîíñòðóêöèîííûå ñòàëè ñ ïðåäåëîì òåêó-
÷åñòè 482...675 ÌÏà ïðè ñèììåòðè÷íîì ðàñòÿæåíèè ñ ÷àñòîòîé 20 Ãö.
Íà ðèñ. 9 ïîêàçàíû çàâèñèìîñòè íåóïðóãîé äåôîðìàöèè çà öèêë îò ÷èñëà öèêëîâ
íàãðóæåíèÿ ïðè ðàçëè÷íûõ àìïëèòóäàõ íàïðÿæåíèÿ äëÿ ñòàëè À10 (� 0 2 450, � ÌÏà,
� â � 570 ÌÏà, �� 6%). Àíàëèç äàííûõ çàâèñèìîñòåé [18, 19] ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì,
÷òî ïåðåãèá â îáëàñòè ìàëûõ ÷èñåë öèêëîâ íàãðóæåíèÿ (íà ðèñ. 9 ëèíèÿ I) ñîîò-
âåòñòâóåò ïîÿâëåíèþ ìèêðîñêîïè÷åñêèõ òðåùèí â çîíàõ ëîêàëüíîãî ïëàñòè÷åñêîãî
äåôîðìèðîâàíèÿ, à ïåðåãèá â îáëàñòè áîëüøèõ ÷èñåë öèêëîâ íàãðóæåíèÿ (ëèíèÿ II) –
èõ îáúåäèíåíèþ è âîçíèêíîâåíèþ ìàãèñòðàëüíûõ óñòàëîñòíûõ òðåùèí.
Îáîáùåííûå ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïðèâåäåíû íà ðèñ. 10.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïîëó÷åííûìè ðåçóëüòàòàìè îòíîøåíèå ÷èñëà öèêëîâ äî çàðîæ-
äåíèÿ ìàãèñòðàëüíîé òðåùèíû ê ÷èñëó öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ â èññëåäîâàííîì
äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé ñîñòàâëÿåò 0,83 è ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò íàïðÿæåíèé.
Ïîëó÷åííûé â ðàáîòàõ [18, 19] âûâîä î òîì, ÷òî îòíîøåíèå ÷èñëà öèêëîâ äî
çàðîæäåíèÿ ìàãèñòðàëüíîé òðåùèíû ê ÷èñëó öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ íå çàâèñèò îò
âåëè÷èíû íàïðÿæåíèé â ðàññìîòðåííîì äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé, î÷åâèäíî, áóäåò
ñïðàâåäëèâûì äëÿ ìàòåðèàëîâ, äëÿ êîòîðûõ çàâèñèìîñòü äëèíû òðåùèíû îò îòíî-
øåíèÿ ÷èñëà öèêëîâ íàãðóæåíèÿ ê ÷èñëó öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ ïðè íàïðÿæåíèÿõ
âûøå ïðåäåëà âûíîñëèâîñòè íå çàâèñèò îò íàïðÿæåíèé, êàê ýòî èìåëî ìåñòî, íàïðè-
ìåð, â ðàáîòå [20].
Î ïåðåõîäå îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ïðè
íàïðÿæåíèÿõ âûøå ïðåäåëà âûíîñëèâîñòè, ÷òî õàðàêòåðèçóåòñÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü
ðåçêèì óâåëè÷åíèåì ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ìàãèñòðàëüíîé óñòàëîñòíîé òðåùè-
íû, ìîæíî ñóäèòü ïî çàâèñèìîñòÿì ñêîðîñòè ðàçâèòèÿ êîðîòêèõ òðåùèí îò êîýô-
ôèöèåíòà èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé èëè îò ðàçìåðà òðåùèíû, âåëè÷èíû êîòîðûõ
íàõîäÿòñÿ â îïðåäåëåííîé çàâèñèìîñòè.
Èññëåäîâàíèþ çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîðîòêèõ óñòàëîñòíûõ
òðåùèí îò êîýôôèöèåíòà èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé (ðàçìåðà òðåùèíû) ïîñâÿùåíû
ìíîãî÷èñëåííûå ðàáîòû [1–3, 20–30 è äð.].
14 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
Ðèñ. 9. Èçìåíåíèå öèêëè÷åñêèõ íåóïðóãèõ äåôîðìàöèé
í â çàâèñèìîñòè îò ÷èñëà öèêëîâ
íàãðóæåíèÿ N äëÿ ñòàëè À10: 1 – �à � 530 ÌÏà; 2 – �à � 500 ÌÏà; 3, 4 – �à � 450 ÌÏà; 5, 6 –
�à � 400 ÌÏà; 7 – �à � 350 ÌÏà.
Ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîðîòêèõ òðåùèí çàâèñèò îò âëèÿíèÿ ìíîãèõ ìèêðî-
ñòðóêòóðíûõ ôàêòîðîâ, ó÷åò êîòîðûõ òðåáóåò ïîñòðîåíèÿ âåñüìà ñëîæíûõ ìîäåëåé.
Íàïðèìåð, îñîáåííîñòè ýëåìåíòîâ ìèêðîñòðóêòóðû, êîòîðûå â îäíîì è òîì æå ñïëàâå
èìåþò ðàçëè÷íûå ôèçè÷åñêóþ ïðèðîäó è ðàçìåðû, îñîáåííîñòè ãðàíèö ìåæäó ìèêðî-
ñòðóêòóðíûìè ýëåìåíòàìè, îðèåíòàöèÿ êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèõ ïëîñêîñòåé ñîñåäíèõ
ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ ïî îòíîøåíèþ äðóã ê äðóãó, óðîâåíü ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìà-
öèé â âåðøèíå òðåùèíû, âûçûâàþùèõ åå çàêðûòèå, è ò.ï.
Íå âäàâàÿñü â ïîäðîáíîñòè èññëåäîâàíèÿ âëèÿíèÿ ýòèõ ôàêòîðîâ íà ñêîðîñòü
ðàçâèòèÿ êîðîòêèõ òðåùèí, ðàññìîòðèì îáùèå çàêîíîìåðíîñòè èõ ïåðåõîäà ê ðàñïðî-
ñòðàíåíèþ ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ðàçâèòèÿ êîðîòêèõ òðåùèí íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ èç
àëþìèíèåâîãî ñïëàâà 7075–Ò6 ïðè îñåâîì íàãðóæåíèè ïðè àñèììåòðèè öèêëà R � 0
ïðèâåäåíû íà ðèñ. 11 â âèäå çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè èõ ðàçâèòèÿ îò ðàçìàõà êîýô-
ôèöèåíòà èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé K [29]. Âèäíî, ÷òî êîðîòêèå òðåùèíû ðàçâè-
âàþòñÿ ïðè ñóùåñòâåííî ìåíüøèõ çíà÷åíèÿõ êîýôôèöèåíòîâ èíòåíñèâíîñòè íàïðÿ-
æåíèé, ÷åì äëèííûå, ñêîðîñòü èõ ðàçâèòèÿ äîñòèãàåò çíà÷èòåëüíûõ âåëè÷èí.
Ïî ìåðå ðîñòà ðàçìåðîâ òðåùèíû ìîãóò ëèáî îñòàíàâëèâàòüñÿ, ëèáî, äîñòèãíóâ
ìèíèìàëüíîé ñêîðîñòè, ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ ñ óâåëè÷èâàþùåéñÿ ñêîðîñòüþ, ïåðåõîäÿ ê
ðàçâèòèþ â ñîîòâåòñòâèè ñ êðèâîé ðàçâèòèÿ äëèííûõ òðåùèí (ðèñ. 11).
Óñëîâèÿ, ïðè êîòîðûõ òðåùèíà íà÷èíàåò ðàçâèâàòüñÿ ñ óâåëè÷èâàþùåéñÿ ñêî-
ðîñòüþ, ìîæíî ïðèíÿòü çà óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó
óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ.
Êàê âèäíî èç ðèñ. 11, âñå êîðîòêèå òðåùèíû, êîòîðûå ïåðåõîäÿò â äëèííûå,
äîñòèãàþò ìèíèìàëüíîé ñêîðîñòè ðàçâèòèÿ ïðè îäíîì è òîì æå ðàçìàõå êîýôôè-
öèåíòà èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 15
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ...
à á
â ã
Ðèñ. 10. Çàâèñèìîñòü ÷èñëà öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ (êðèâàÿ 1) è äî çàðîæäåíèÿ ìàãèñòðàëüíîé
òðåùèíû (êðèâàÿ 2) – à è ìèêðîñêîïè÷åñêèõ òðåùèí – á, à òàêæå îòíîøåíèÿ ÷èñëà öèêëîâ äî
çàðîæäåíèÿ ìèêðîñêîïè÷åñêèõ òðåùèí (â) è ìàãèñòðàëüíîé óñòàëîñòíîé òðåùèíû (ã) ê ÷èñëó
öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ îò àìïëèòóäû íàïðÿæåíèé äëÿ ñòàëè À10.
16 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
Ðèñ. 11. Ðàñïðîñòðàíåíèå êîðîòêèõ òðåùèí â àëþìèíèåâîì ñïëàâå 7075-Ò6.
Ðèñ. 12. Ðîñò êîðîòêèõ è äëèííûõ òðåùèí â ìàëîëåãèðîâàííîé ñòàëè ñ ìåëêî- (à) è êðóïíî-
çåðíèñòîé (á) ñòðóêòóðîé: 1 – �à � 660 ÌÏà; 2 – �à � 620 ÌÏà; 3 – �à � 580 ÌÏà; 4 –
�à � 540 ÌÏà. (Çäåñü è íà ðèñ. 13: òåìíûå òî÷êè – ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ðàçâèòèÿ
ìàãèñòðàëüíûõ òðåùèí, ò.å. òðåùèí, ïðèâîäÿùèõ ê ïîëíîìó ðàçðóøåíèþ îáðàçöîâ; øòðè-
õîâûå ëèíèè – çíà÷åíèÿ ðàçìàõîâ êîýôôèöèåíòîâ èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé ïðè ïåðåõîäå
ìàãèñòðàëüíûõ òðåùèí ê ðàçâèòèþ ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ.)
à á
Íà ðèñ. 12 è 13 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîðîòêèõ
è äëèííûõ òðåùèí â ìàëîëåãèðîâàííîé [2] è ìàëîóãëåðîäèñòîé [3] ñòàëÿõ ñ ìåëêî- è
êðóïíîçåðíèñòîé ñòðóêòóðîé ïðè êðóãîâîì èçãèáå ïðè íàïðÿæåíèÿõ âûøå ïðåäåëà
âûíîñëèâîñòè.
Âîñïîëüçîâàâøèñü çàâèñèìîñòüþ ìåæäó êîýôôèöèåíòàìè èíòåíñèâíîñòè íàïðÿ-
æåíèé è ãëóáèíîé òðåùèíû â âèäå [2, 3] K aa� � � , ãäå K – ðàçìàõ êîýôôè-
öèåíòà èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé, êîòîðûé ïðè ñèììåòðè÷íîì öèêëå íàãðóæåíèÿ
ðàâåí ìàêñèìàëüíîìó çíà÷åíèþ, � à – àìïëèòóäà íàïðÿæåíèÿ, à – ãëóáèíà òðåùèíû,
â ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî ãëóáèíà òðåùèíû ðàâíà ïîëîâèíå åå äëèíû íà ïîâåðõíîñòè,
ìîæíî ïî ðåçóëüòàòàì, ïðèâåäåííûì íà ðèñ. 12 è 13, íàéòè çíà÷åíèÿ ðàçìåðîâ
òðåùèí, ñîîòâåòñòâóþùèõ ïåðåõîäó îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó
ïîâðåæäåíèþ ïðè ðàçëè÷íûõ óðîâíÿõ íàïðÿæåíèé (òàáë. 2).
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 17
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ...
Ò à á ë è ö à 2
Ðàçìåðû óñòàëîñòíûõ òðåùèí â ìàëîëåãèðîâàííîé è ìàëîóãëåðîäèñòîé ñòàëÿõ
Ñòàëü D , ìì ��1 , ÌÏà d , ìì �a , ÌÏà a, ìì, ïðè �à
Ìàëî-
ëåãèðîâàííàÿ
[2]
0 015
0 091
,
,
500
460
0 010
0 028
,
,
540
540
620
620
0 010
0 038
,
,
0 080
0 029
,
,
Ìàëî-
óãëåðîäèñòàÿ
[3]
0 024
0 084
,
,
220
190
0 026
0 174
,
,
240
240
310
310
0 018
0 101
,
,
0 011
0 061
,
,
Ïðèìå÷àíèå. Íàä ÷åðòîé ïðèâåäåíû äàííûå äëÿ ñòàëè ñ ìåëêîçåðíèñòîé ñòðóêòóðîé, ïîä
÷åðòîé – ñ êðóïíîçåðíèñòîé.
Ðèñ. 13. Ðîñò êîðîòêèõ è äëèííûõ òðåùèí â ìàëîóãëåðîäèñòîé ñòàëè ñ ìåëêî- (à) è êðóïíî-
çåðíèñòîé (á) ñòðóêòóðîé: 1 – �à � 310 ÌÏà; 2 – �à � 240 ÌÏà; 3 – �à �180 ÌÏà.
à á
Èç äàííûõ, ïðåäñòàâëåííûõ â òàáë. 2, ñëåäóåò, ÷òî ðàçìåðû òðåùèí, ñîîòâåò-
ñòâóþùèå ïåðåõîäó îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ,
ïðè íàïðÿæåíèÿõ âûøå ïðåäåëà âûíîñëèâîñòè ìåíüøå, ÷åì òàêîâûå ïðè ïðåäåëå
âûíîñëèâîñòè, ïîëó÷åííûå ýêñïåðèìåíòàëüíî.
Äëÿ âñåõ èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ ñ ïîâûøåíèåì íàïðÿæåíèé ðàçìåð òðåùè-
íû, ñîîòâåòñòâóþùèé ïåðåõîäó îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó
ïîâðåæäåíèþ, óìåíüøàåòñÿ.
Ðàçìåðû òðåùèí êàê â ìàëîëåãèðîâàííîé, òàê è â ìàëîóãëåðîäèñòîé ñòàëè ïðè
ïåðåõîäå îò îäíîé ñòàäèè óñòàëîñòíîãî ïîâðåæäåíèÿ ê äðóãîé âîçðàñòàþò ñ óâåëè-
÷åíèåì ðàçìåðà çåðíà.
Êàê ñëåäóåò èç ðàáîò [23 è äð.], àíàëîãè÷íûé õàðàêòåð èìååò ðàçâèòèå òðåùèí èç
êîíöåíòðàòîðîâ íàïðÿæåíèÿ.
 û â î ä û
1. Âûïîëíåí àíàëèç ñîîòíîøåíèÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñòàäèé çàðîæäåíèÿ è
ðàçâèòèÿ óñòàëîñòíûõ òðåùèí ñ ó÷åòîì âëèÿíèÿ ðàçìåðîâ òðåùèí, ïðèíèìàåìûõ çà
ðàçìåð çàðîäèâøåéñÿ òðåùèíû, íàëè÷èÿ íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ ëîêàëüíûõ ïîâðåæ-
äåíèé, ðàññåÿíèÿ ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé, êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé, âèäà íàïðÿ-
æåííîãî ñîñòîÿíèÿ è äðóãèõ ôàêòîðîâ.
2. Ðàññìîòðåíû ïîäõîäû ê îïðåäåëåíèþ óñëîâèé ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê
ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ.
3. Ïðåäëîæåíà ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ óñëîâèé ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêà-
ëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ñ èñïîëüçîâàíèåì äèàãðàìì ðàçâèòèÿ êîðîò-
êèõ òðåùèí è ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ èññëåäóåìûõ ìàòåðèàëîâ ðàçìåðû óñòàëîñòíûõ
òðåùèí, ñîîòâåòñòâóþùèå ïåðåõîäó îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó
ïîâðåæäåíèþ ïðè íàïðÿæåíèÿõ âûøå ïðåäåëà âûíîñëèâîñòè ìåíüøå, ÷åì òàêîâûå
ïðè ïðåäåëå âûíîñëèâîñòè, îíè óìåíüøàþòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì íàïðÿæåíèé.
4. Ðàçìåðû òðåùèí ïðè ïåðåõîäå îò îäíîé ñòàäèè óñòàëîñòíîãî ïîâðåæäåíèÿ ê
äðóãîé âîçðàñòàþò ñ óâåëè÷åíèåì ðàçìåðà çåðíà.
Ð å ç þ ì å
Âèêîíàíî àíàë³ç ñï³ââ³äíîøåííÿ òðèâàëîñò³ ñòàä³é çàðîäæåííÿ ³ ðîçâèòêó òð³ùèí â³ä
óòîìëåíîñò³ ç óðàõóâàííÿì âïëèâó ðîçì³ð³â òð³ùèí, ùî â³äïîâ³äàþòü ¿õ çàðîäæåííþ,
íàÿâíîñò³ íà ïîâåðõí³ çðàçê³â ëîêàëüíèõ ïîøêîäæåíü, ðîçñ³ÿííÿ ðåçóëüòàò³â âèïðî-
áóâàííÿ, êîíöåíòðàòîð³â íàïðóæåíü, âèäó íàïðóæåíîãî ñòàíó òà ³íøèõ ÷èííèê³â.
Ðîçãëÿíóòî ï³äõîäè äî âèçíà÷åííÿ óìîâ ïåðåõîäó â³ä ðîçñ³ÿíîãî äî ëîêàë³çîâàíîãî
óòîìíîãî ïîøêîäæåííÿ ³ íàâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ öèõ óìîâ, ùî áàçóþòüñÿ
íà àíàë³ç³ çì³íè õàðàêòåðèñòèê öèêë³÷íî¿ íåïðóæíîñò³ ìåòàë³â ³ ñïëàâ³â ó çàëåæíîñò³
â³ä ÷èñëà öèêë³â íàâàíòàæåííÿ ³ øâèäêîñò³ ðîçâèòêó êîðîòêèõ òð³ùèí â³ä óòîì-
ëåíîñò³ ó çàëåæíîñò³ â³ä ðîçìàõó êîåô³ö³ºíòà ³íòåíñèâíîñò³ íàïðóæåíü.
1. Tokaji K., Ogawa T., and Harada Y. Evaluation on limitation of linear elastic fracture
mechanics for small fatigue crack growth // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. – 1987.
– 10, No. 4. – P. 281 – 289.
2. Tokaji K., Ogawa T., Harada Y., and Ando Z. Limitation of linear elastic fracture
mechanics in respect of small fatigue cracks and microstructure // Ibid. – 1986. – 9,
No. 1. – P. 1 – 14.
3. Tokaji K., Ogawa T., and Harada Y. The growth of small fatigue cracks in a low
carbon steel, the effect of microstructure and limitations of linear elastic fracture
mechanics // Ibid. – No. 3. – P. 205 – 217.
18 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
4. Suh C. M., Yuuki R., and Kitagawa H. Fatigue microcracks in a low carbon steel //
Ibid. – 1985. – 8, No. 2. – P. 193 – 203.
5. Ochi Y., Ishii A., and Sasaki S. K. An experimental and statistical investigation of
surface fatigue crack initiation and growth // Ibid. – No. 4. – P. 327 – 339.
6. Tokaji K., Ogawa T., and Osako S. The growth of microstructurally small fatigue
cracks in a ferritic-pearlitic steel // Ibid. – 1988. – 11, No. 5. – P. 321 – 342.
7. Goto M. and Nisitani H. Fatigue life prediction of heat-treated carbon steels and low
alloy steels based on a small crack growth law // Ibid. – 1994. – 17, No. 2. – P. 171 –
185.
8. Goto M. Scatter in small crack propagation and fatigue behaviour in carbon steels //
Ibid. – 1993. – 16, No. 8. – P. 795 – 809.
9. Goto M. Statistical investigation of the behaviour of small cracks and fatigue life in
carbon steels with different ferrite grain sizes // Ibid. – 1994. – 17, No. 6. – P. 635 –
649.
10. Manson S. S. Fatigue: a complex subject – some simple approximation // Exp. Mech.
– 1965. – 5, No. 4. – P. 193 – 226.
11. Øàíÿâñêèé À. À. Áåçîïàñíîå óñòàëîñòíîå ðàçðóøåíèå ýëåìåíòîâ àâèàêîíñòðóê-
öèé. – Óôà: Ìîíîãðàôèÿ, 2003. – 802 ñ.
12. Òåðåíòüåâ Â. Ô. Óñòàëîñòü ìåòàëëè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ. – Ì.: Íàóêà, 2003. – 254 ñ.
13. Lazzarin P., Tovo R., and Meneghetti G. Fatigue crack initiation and propagation
phases near notches in metals with low notch sensivity // Int. J. Fatigue. – 1997. – 19,
No. 8-9. – P. 647 – 657.
14. Nasr A., Nadot Y., Bouraoui Ch., et al. Fatigue initiation in C35 steel: influence of
loading and defect // Ibid. – 2010. – 32. – P. 780 – 787.
15. Äðàãàí Â. È. Âëèÿíèå âèäà íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ è êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé
íà õàðàêòåðèñòèêè ñîïðîòèâëåíèÿ óñòàëîñòíîìó ðàçðóøåíèþ ñòàëåé: Àâòîðåô.
äèñ. ... êàíä. òåõí. íàóê. – Êèåâ, 1982. – 24 ñ.
16. Òðîùåíêî Â. Ò., Äðàãàí Â. È. Èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé
íà õàðàêòåðèñòèêè ñîïðîòèâëåíèÿ óñòàëîñòíîìó ðàçðóøåíèþ ñòàëåé ïî êðè-
òåðèþ çàðîæäåíèÿ òðåùèíû // Ïðîáë. ïðî÷íîñòè. – 1986. – ¹ 2. – Ñ. 3 – 8.
17. Òðîùåíêî Â. Ò., Äðàãàí Â. È. Èññëåäîâàíèå çàêîíîìåðíîñòåé íåóïðóãîãî äåôîð-
ìèðîâàíèÿ è óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ ìåòàëëîâ ïðè êðó÷åíèè // Òàì æå. – 1982.
– ¹ 5. – Ñ. 3 – 10.
18. Socha G. Experimental investigations of fatigue crack nucleation, growth and
coalescence in structural steel // Int. J. Fatigue. – 2003. – 25, No. 2. – P. 139 – 147.
19. Socha G. Prediction of the fatigue life on the basis of damage progress rate curves //
Ibid. – 2004. – 26, No. 4. – P. 336 – 347.
20. De los Rios E. R., Mohamed H. J., and Miller K. J. A micro-mechanics analysis for
short fatigue crack growth // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. – 1985. – 8, No. 1. –
P. 49 – 63.
21. Ahmad H. Y. and Yates J. R. An elastics-plastic model for fatigue crack growth at
notches // Ibid. – 1994. – 17, No. 6. – P. 651 – 660.
22. Turnbull A. and De los Rios E. R. The effect of grain size on fatigue crack growth in
an aluminium magnesium alloy // Ibid. – 1995. – 18, No. 11. – P. 1355 – 1366.
23. Tanaka K. and Nakai Y. Propagation and non-propagation of short fatigue cracks at a
sharp notch // Ibid. – 1983. – 6, No. 4. – P. 315 – 327.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4 19
Óñëîâèÿ ïåðåõîäà îò ðàññåÿííîãî ê ëîêàëèçîâàííîìó óñòàëîñòíîìó ïîâðåæäåíèþ ...
24. Taylor D. and Khott J. F. Fatigue crack propagation behaviour of short cracks; the
effect of microstructure // Ibid. – 1981. – 4, No. 2. – P. 147 – 155.
25. Navarro A. and De los Rios E. R. A microstructurally-short fatigue crack growth
equation // Ibid. – 1988. – 11, No. 5. – P. 383 – 396.
26. Hyspecky P. and Strnadel B. Conversion of short fatigue cracks into a long crack //
Ibid. – 1992. – 15, No. 9. – P. 845 – 854.
27. De los Rios E. R., Tang Z., and Miller K. J. Short crack fatigue behaviour in a medium
carbon steel // Ibid. – 1984. – 7, No. 2. – P. 97 – 108.
28. Lankford J. The influence of microstructure on the growth of small fatigue cracks //
Ibid. – 1985. – 8, No. 2. – P. 161 – 175.
29. Lankford J. The growth of small fatigue cracks in 7075-T6 aluminum // Ibid. – 1982.
– 5, No. 3. – P. 233 – 248.
30. Hamm R. W. and Johnson W. S. A unification of small and large-crack growth laws //
Ibid. – 1999. – 22, No. 8. – P. 711 – 722.
Ïîñòóïèëà 25. 11. 2013
20 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 4
Â. Ò. Òðîùåíêî, Ë. À. Õàìàçà
|