До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми

На основі аналізу експериментальних даних малоциклової втоми за одновісного та двовісного (непропорційного) деформування широкого класу металевих матеріалів запропоновано інженерний підхід до оцінки довговічності. Підхід базується на кореляційній лінійній залежності між приведеним розмахом деформ...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2001
1. Verfasser:	Бородій, М.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2001
Schriftenreihe:	Проблемы прочности
Schlagworte:	Научно-технический раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46590
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми / М.В. Бородій // Проблемы прочности. — 2001. — № 3. — С. 28-37. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-46590
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-465902013-07-01T22:43:13Z До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми Бородій, М.В. Научно-технический раздел На основі аналізу експериментальних даних малоциклової втоми за одновісного та двовісного (непропорційного) деформування широкого класу металевих матеріалів запропоновано інженерний підхід до оцінки довговічності. Підхід базується на кореляційній лінійній залежності між приведеним розмахом деформацій та числом циклів до початку руйнування. Зазначений деформаційний параметр враховує як орієнтацію траєкторії циклу у просторі деформацій, так і ступінь ії непропорційності. Використання деформаційного параметра як критеріального дозволило отримати задовільні результати при прогнозуванні довговічності. На основе анализа экспериментальных данных малоцикловой усталости при одноосном и двухосном (непропорциональном) деформировании широкого класса металлических материалов предложен инженерный подход к оценке долговечности. Подход базируется на корреляционной линейной зависимости между приведенным размахом деформаций и числом циклов до начала разрушения. Указанный деформационный параметр учитывает как ориентацию траектории цикла в пространстве деформаций, так и степень ее непропорциональности. Применение деформационного параметра в качестве критериального позволило получить приемлемые результаты при прогнозировании долговечности. Based on the analysis of experimental data on low-cycle fatigue for uniaxial and biaxial (nonproportional) deformation of a wide scope of metals, we propose an engineering approach to the fatigue life prediction. This approach is based on a linear correlation between the reduced strain range and the number of cycles to the initial fracture. The above deformation parameter allows to take into account both the orientation of the cycle trajectory in the strain space and the extent of its nonproportionality. Usage of the deformation parameter as a criterion allows to obtain satisfactory results for the fatigue life prediction. 2001 Article До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми / М.В. Бородій // Проблемы прочности. — 2001. — № 3. — С. 28-37. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46590 539.43 uk 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	Ukrainian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Бородій, М.В. До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми Проблемы прочности
description	На основі аналізу експериментальних даних малоциклової втоми за одновісного та двовісного (непропорційного) деформування широкого класу металевих матеріалів запропоновано інженерний підхід до оцінки довговічності. Підхід базується на кореляційній лінійній залежності між приведеним розмахом деформацій та числом циклів до початку руйнування. Зазначений деформаційний параметр враховує як орієнтацію траєкторії циклу у просторі деформацій, так і ступінь ії непропорційності. Використання деформаційного параметра як критеріального дозволило отримати задовільні результати при прогнозуванні довговічності.
format	Article
author	Бородій, М.В.
author_facet	Бородій, М.В.
author_sort	Бородій, М.В.
title	До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми
title_short	До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми
title_full	До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми
title_fullStr	До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми
title_full_unstemmed	До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми
title_sort	до розробки деформаційного критерію малоциклової втоми
publisher	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
publishDate	2001
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46590
citation_txt	До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми / М.В. Бородій // Проблемы прочности. — 2001. — № 3. — С. 28-37. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.
series	Проблемы прочности
work_keys_str_mv	AT borodíjmv dorozrobkideformacíjnogokriteríûmalociklovoívtomi
first_indexed	2025-07-04T05:57:22Z
last_indexed	2025-07-04T05:57:22Z
_version_	1836694784784203776
fulltext	УДК 539.43 До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми М. В. Бородій Інститут проблем міцності НАН України, Київ, Україна На основі аналізу експериментальних даних малоциклової втоми за одновісного та дво вісного (непропорційного) деформування широкого класу металевих матеріалів запропо новано інженерний підхід до оцінки довговічності. Підхід базується на кореляційній лінійній залежності між приведеним розмахом деформацій та числом циклів до початку руйнування. Зазначений деформаційний параметр враховує як орієнтацію траєкторії циклу у просторі деформацій, так і ступінь ії непропорційності. Використання деформаційного параметра як критеріального дозволило отримати задовільні результати при прогнозуванні довговічності. К л ю ч о в і с л о в а : малоциклова втома, розмах деформацій, форма циклу, конструкційні матеріали, прогнозування довговічності. Вступ. Прогнозування довговічності матеріалу до стадії виникнення макротріщини є однією з основних проблем теорії малоциклової втоми. Значна кількість робіт, виконаних в останнє десятиріччя в різних наукових центрах і лабораторіях, що займаються вирішенням даної проблеми, при свячена отриманню експериментальних залежностей малоциклової втоми за різних режимів деформування та навантажування з урахуванням впливу температури, швидкості навантажування, асиметрії циклу та ін. В основ ному ці роботи стосувалися найбільш простого виду випробувань, а саме: одновісного деформування розтягом-стиском або крученням. За отрима ними даними для широкого класу конструкційних матеріалів побудовано криві малоциклової втоми. Надалі вони використовувалися безпосередньо як критеріальні залежності переходу матеріалу в граничний стан під час цик лічного деформування [1, 2 ], а при розробці більш складних критеріальних залежностей, що враховували вид напружено-деформованого стану, були основним джерелом експериментальної інформації для отримання необхід них констант матеріалу [3, 4]. Порівняльний аналіз застосування подібних критеріїв для оцінки довговічності за малоциклової втоми приведено в роботі [5 ]. Подальший прогрес у вивченні малоциклової втоми матеріалів був пов’язаний з експериментальними дослідженнями, в яких реалізовувалося двовісне і багатовісне деформування за складними циклічними траєкторіями [6- 8 ]. Оскільки при “ускладненні” напружено-деформованого стану власти вості більшості конструкційних матеріалів значно відрізняються від тих, що мають місце за одновісного деформування, за циклічного деформування ці відмінності проявляються значно більше. В першу чергу це виражається в деформаційному зміцненні або знеміцненні циклічно нестабільних мате ріалів і відповідно значному розкиді даних по довговічності в залежності від форми циклу в експериментах на малоциклову втому. За цих обставин набуває актуальності задача щодо розробки моделей малоциклової втоми, які б враховували основні фактори, що суттєво впливають на довговічність © М. В. БОРОДІЙ, 2001 28 0556-171Х. П роблеми прочности, 2001, № 3 Д о розробки деформаційного критерію матеріалу за циклічного непропорційного деформування. Такими факторами є максимальний розмах деформацій та форма траєкторії циклу. Перший вважається класичним, оскільки на його основі побудована більшість дефор маційних критеріїв малоциклової втоми. Другий почав лише недавно вико ристовуватися при розробці модифікованих деформаційних критеріїв. По будовані на його основі досить прості у використанні деформаційні критерії дозволяють, подібно енергетичним, враховувати додаткове деформаційне зміцнення, що проявляється у більшості конструкційних матеріалів за не пропорційного деформування, в результаті чого можливо більш точно про гнозувати довговічність за складних режимів навантажування. Ця робота є продовженням попередньої [9], де на основі аналізу експе риментальних даних малоциклової втоми п ’яти типів матеріалів був запро понований новий деформаційний параметр - приведений розмах дефор мацій. Його використання дозволило отримати однозначну, близьку до лі нійної, залежність показників довговічності (число циклів до початку руй нування) від режиму деформування (розмах деформацій та форма циклу) як за пропорційного, так і непропорційного двовісного деформування. На від міну від роботи [9], де для отримання необхідних коефіцієнтів моделі застосовувався апроксимаційний підхід із використанням методу наймен ших квадратів, нижче запропоновано чіткі методики визначення зазначених коефіцієнтів за результатами обмеженої кількості базових експериментів та пропонується підхід до прогнозування довговічності. Деформаційний параметр для непропорційної малоциклової втоми. Розглянемо циклічне навантажування, контроль за яким здійснюється за деформаціями (жорсткий режим). Повертаючись до роботи [9], нагадаємо форму запису деформаційного параметра - приведеного розмаху деформа цій стосовно двовісного малоциклового деформування: є А, є в і у А , у в - осьові та зсувні деформації в момент часу А і В; а - константа, що характеризує чутливість матеріалу до непропорційного де формування і може визначатися при порівнянні даних малоциклової втоми при пропорційному та непропорційному деформуванні за одного й того ж розмаху деформацій; Ф - коефіцієнт непропорційності траєкторії циклу, що встановлює однозначну залежність між рівнем деформаційного зміцнення матеріалу та формою циклу; к - константа матеріалу, що стосується лише пропорційного деформування і подібно константі а характеризує також чутливість матеріалу, але до виду напруженого стану. Цю константу можна визначити через ступінь наближення даних малоциклової втоми за довіль- Депр = (1 + аФ )(1 + к 8ш р)Дє, ( 1) де Дє - максимальний розмах деформацій траєкторії циклу, (2 ) ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 29 М. В. Бородій ного напруженого стану до залежності, побудованої за даними малоцикло- вої втоми при базовому напруженому стані. За сталого значення амплітуди деформування базовий напружений стан визначається певним напрямком (головна вісь), циклічне пропорційне деформування вздовж якого харак теризується максимальною довговічністю. Для різних матеріалів напрям ками головної осі можуть бути прямолінійні траєкторії у двовимірному просторі, що відповідають розтягу-стиску, крученню або їх певній комбі нації. Для більшості металевих матеріалів, як правило, - це напрямок чистого кручення. Із всіх зазначених величин лише коефіцієнт непропорційності циклу Ф визначається безпосередньо за інформацією про форму траєкторії циклу. Метод визначення цього коефіцієнту неодноразово описувався раніше [10, 11], з метою скорочення викладок наводимо його схематично без докладних пояснень: (3) де - ( ф е х Ае / ф е х Ае 1 і / к г 4 - ф е х Ае ф е х Ае 1 і / 1 4Де (4) Г Кут р повороту довільної траєкторії циклу по відношенню до головної осі визначається досить просто, якщо заздалегідь відомо напрямок головної осі. Для більшості конструкційних матеріалів, з яких виготовляють від повідальні елементи конструкції, інформацію про особливості малоцикло вого руйнування за різних видів напруженого стану, а отже, і напрямок головної осі можна отримати з довідкової літератури. Напрямок головної осі характеризується максимальною довговічністю. При відсутності такої ін формації необхідно виконати серію одновісних експериментів на малоцик- лову втому за певного значення розмаху деформацій та визначити напру жений стан, за якого реалізується максимальна довговічність. Мінімальний кут між прямою, що зображає головну вісь у двовимірному просторі дефор мацій, і прямою, що визначає напрямок максимального розмаху деформа ций циклу, є шуканим кутом повороту р. Більш складною є процедура знаходження констант матеріалу а і к, оскільки вимагає проведення певних базових експериментів. Очевидно, що для визначення параметра к можна обмежитися лише одновісними експе риментами на малоциклову втому, в той час як для визначення параметра а слід виконати ще й малоциклові експерименти за двовісного деформування. Будемо виходити з того, що існує лінійна залежність в логарифмічних координатах приведеного розмаху деформацій Депр і числа циклів до початку руйнування (момент виникнення макротріщини) - рис. 1. Тоді для визначення параметра а достатньо провести три базових експерименти: 30 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 Д о розробки деформаційного критерію випробування на малоцнклову втому за одновісного деформування для двох рівнів розмаху деформацій Дє^, Дє2 і випробування за будь-якого непро порційного двовісного деформування з розмахом Дє^ або Дє2 • Тоді, до тримуючись позначень, що прийняті на рис. 1, коефіцієнт а знаходимо з наступного виразу: де N і, N 2 - довговічності за одновісного деформування, що відповідають розмахам Дє1, Дє2 відповідно; N 2 - довговічність за непропорційного деформування. Якщо заздалегідь відомий нахил прямої малоциклової втоми п за одновісного деформування, то вираз для визначення параметра а дещо спрощується: Зазначимо лише, що в цьому випадку можна скористатися даними двох базових експериментів - пропорційного і непропорційного малоциклового деформування для одного рівня розмаху деформацій. Аналогічно можна отримати вирази для визначення параметра к . Як і в попередньому випадку, слід виконати, як мінімум, три одновісних базових експерименти за двох значень рівнів розмаху або амплітуд деформацій: два за різних рівнів розмаху деформацій при напруженому стані, що відповідає головному напрямку, а третій - при довільному іншому, що складає кут по відношенню до головного напрямку. Використовуючи ту ж схему, що й на рис. 1, отримаємо (5) ^ Д єПр А М ДГ2 ДГ2 Рис. 1. Схема для визначення констант матеріалу. (6 ) (7) ISSN 0556-171Х. П роблеми прочности, 2001, № 3 31 М. В. Бородій а у випадку, коли відомии нахил прямої малоциклової втоми п , маємо: і к = N 2 , (8) де N 2 і N 2 - відповідно довговічність для довільної пропорційної тра єкторії і максимальна довговічність для даного розмаху деформацій, що відповідає головному напрямку. Застосування деформаційного параметра для аналізу експеримен тальних даних. Скористаємося параметром (1) для представлення експе риментальних даних малоциклового двовісного деформування зразків із алюмінію (дві траєкторії), міді (дві траєкторії) і сталі 310 (три траєкторії) [12] та нержавіючої сталі 304 і алюмінієвого сплаву 6061 (14 траєкторій) [13]. В роботах [13, 14] приведено результати малоциклового деформування трубчатих зразків, підданих дії знакозмінного розтягу-стиску та кручення за різних розмахів повних деформацій. Усі види геометрій двовісних траєкто рій деформування представлено на рис. 1 роботи [9], в якіИ зазначені експериментальні дані були предметом аналізу. Для скорочення викладок ці геометрії не наводяться. На відміну від згаданої роботи, де константи матеріалу а і к ви значалися шляхом апроксимації експериментальних даних методом наИмен- ших квадратів, що не завжди є придатним для інженерної практики, вико ристаємо методики з обмеженою кількістю базових експериментів. Отже, константи матеріалу а і к визначатимемо за формулами (5) і (7), а для порівняння приведемо їх значення, отримані за апроксимаціИним методом [9]. Виберемо для кожного конкретного матеріалу за процедурою, викла деною в попередньому розділі, певні значення розмаху деформацій та від повідні їм значення довговічностеИ. ПриИмемо їх за базові. Тоді, вико ристовуючи формули (5) і (7), для сталі 304 отримаємо такі значення констант: а = 0,94, к = 0,2, в тоИ час як апроксимаціИна процедура дає наступні величини: а = 0,9, к = 0,44. Для алюмінієвого сплаву 6061 мати мемо відповідно таку пару даних: а = 0,44, к = 0 і а = 0,4, к = 0; для чистого алюмінію: а = 0, к = 0 і а = - 0,1, к = 0; для міді: а = 0,9, к = 0 і а = 0,9, к = 0; для сталі 310: а = 0,84, к = 0,55 і а = 0,8, к = 0,8. Легко бачити, що запропонованиИ в даніИ роботі метод визначення констант матеріалу дає результати, подібні до отриманих при використанні апроксимаціИної процедури. Більш близькі результати маємо при визначенні константи а, дещо більша відмінність спостерігається при визначенні конс танти к. Важливо пересвідчитися, наскільки ці відмінності вплинуть на характер постульованої нами лініИної залежності малоциклового непропорціИного деформування, побудованої в логарифмічних координатах. Визначимо за формулою (1) приведениИ розмах деформаціИ для кожної конкретної траєкторії циклу, що досліджувалася в роботах [12, 13]. Поста вимо у відповідність обчисленому приведеному розмаху число циклів до 32 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 Д о розробки деформаційного критерію руйнування. На рис. 2 представлено розподіл експериментальних даних за пропорційного та непропорційного малоциклового деформування із засто суванням моделі (1). Легко пересвідчитися, що для всіх досліджуваних матеріалів використання констант матеріалу, визначених за описаною про цедурою, якісно майже не вплинуло на характер розподілу експеримен тальних точок. Цей розподіл, як і в роботі [9], виявляє чітку тенденцію до лінійної залежності. Розкид експериментальних даних навколо такої залеж ності підтверджує, що запропоновані методики визначення констант задо вольняють точності, яка може вважатися достатньою для інженерної прак тики. Дві останні обставини дозволяють запропонувати інженерний підхід до прогнозування довговічності для матеріалів, підданих дії двовісного малоциклового деформування. Ає 10 1 0.1 101 102 103 104 105 106 N , цикл Рис. 2. Експериментальні дані малоциклової втоми сталі 304 (1), алюмінієвого сплаву 6061 (2), міді (3), алюмінію (4) і сталі 310 (5). П рогнозування довговічності. Використання деформаційного пара метра Аєпр дозволило “викласти” експериментальні точки, що відпові дають непропорційному малоцикловому деформуванню, на пряму мало- циклової втоми, яка може бути отримана за результатами експериментів при пропорційному циклічному деформуванні. Зазначимо, що такі прямі мало- циклової втоми для багатьох конструкційних матеріалів широко представ лені в довідниковій літературі. За цих обставин заслуговує на увагу спроба скористатися зазначеною інформацією для прогнозування довговічності при довільному непропорційному деформуванні. Тоді, згідно з рис. 1, найпрості ший вираз для визначення розрахункової довговічності при непропорцій ному навантажуванні можна представити у вигляді N = ' А є ' 17 п‘-“ пр 10 і (9) / де N - число циклів до руйнування; п і В - коефіцієнти лінійної апрокси мації експериментальних даних малоциклової втоми за одновісного дефор мування (п - кутовий коефіцієнт); Аєпр - приведений розмах, що визна чається за формулою (1). ISSN 0556-171Х. П роблеми прочности, 2001, № 3 33 М. В. Бородій Скористаємося виразом (9) для теоретичного прогнозування довговіч ності. Розглянемо циклічні траєкторії, що досліджувалися в роботах [12-15]. Необхідні константи матеріалу а і к моделі (1) стосовно матеріалів, що розглядалися в роботах [12, 13], визначено у попередньому розділі. Для перевірки ефективності критерію (9) збільшимо вибірку досліджуваних матеріалів. Із цією метою проаналізуємо також експериментальні дані не пропорційної малоциклової втоми сталей 45 (сім траєкторій) [14] і 316 (п’ять траєкторій) [15]. Для зазначених сталей відповідно отримано наступні константи моделі (1): а = 0 ,8 , к = 0 ,2; а = 0 ,8 , к = 0. Для кожної конкретної траєкторії циклу визначимо коефіцієнт непро порційності Ф за формулою (3) і кут <р. Враховуючи їх разом із значеннями а і к, знайдемо приведений розмах Аєпр. Коефіцієнти лінійної апроксимації експериментальних даних малоциклової втоми п і В легко знайти за даними тих же одновісних базових експериментів, що були сформульовані при визначенні констант а і к. В таблиці приведено ці коефіцієнти для всіх досліджуваних сталей. Значення коефіцієнтів лінійної апроксимації даних малоциклової втоми Матеріал п В Сталь 304 - 0,292 1,025 Алюмінієвий сплав 6061 - 0,242 0,820 Алюміній - 0,177 0,152 Мідь - 0,278 0,900 Сталь 310 - 0,200 0,780 Сталь 45 - 0,290 1,070 Сталь 316 - 0,256 0,950 Таким чином, параметри Аєпр , п і В повністю конкретизують інже нерний метод визначення довговічності. Результати прогнозування довговічності розглянутих матеріалів пред ставлено на рис. 3, де по осі ординат відкладено експериментальні значення, по осі абсцис - розрахункові. Майже для всіх матеріалів (окрім алюмінію - рис. 3,в) спостерігається задовільне прогнозування довговічності. Похибка прогнозування співмірна з розкидом експериментальних даних для одних і тих же траєкторій і не перевищує для крайнього випадку 2,5 раза. На приклад, для сталі 304 розкид даних для деяких траєкторій складає до 120%. Алюміній взагалі може вважатися нетиповим матеріалом, оскільки в залеж ності від розмаху деформацій пропорційні та непропорційні траєкторії вияв ляють протилежні тенденції. Так, при рівні розмаху деформацій Ає > 0,25% довговічність для непропорційної кругової траєкторії менша, ніж для про порційної траєкторії. В той же час все змінюється з точністю до навпаки у випадку, коли Ає < 0,25%. За таких обставин прогнозування довговічності за загальноприйнятими деформаційними чи енергетичними підходами, що ба зуються на однозначних тенденціях, втрачає сенс. За тих же причин вико ристання запропонованого деформаційного параметра для алюмінію вияви лося не досить ефективним (на рис. 2 можна спостерігати найбільший роз кид даних), а отже, важко очікувати задовільних результатів при прогнозу 34 ISSN 0556-171Х. П роблеми прочности, 2001, № 3 Д о розробки деформаційного критерію ванні довговічності. Мабуть, при розгляді таких матеріалів слід залучати підходи, що використовують мікроструктурні параметри матеріалу. Для сталі 316 має місце майже ідеальне прогнозування довговічності (рис. 3,°). Можливо, цьому сприяло те, що прогнозувалися дані малоциклової втоми хоча і для різних непропорційних траєкторій, але лише для одного рівня розмаху деформацій Де. Ця обставина є прямим свідченням ефективності використання в критеріальних залежностях такого параметра, як коефіцієнт непропорційності циклу. N експ, цикл N експ, цикл N експ, цикл N розр> цикл N е п, цикл N експ, цикл N експ> цикл N розр> цикл Рис. 3. Прогнозування довговічності сталі 304 (1 - Де =0,5%; 2 - 0,8%) - а, алюмі нієвого сплаву (3 - Де =0,5%; 4 - 0,8%; 5 - 1,2%; 6 - 1,8%) - б, алюмінію - в, міді (7 - Де =0,23%; 8 - Де =0,37%) - г, сталей 310 (9 - Де =0,4; 0,5%; 10 - Де =0,7%) - д; 45 - е і 316 - °. N експ, цикл а г ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 35 М. В. Бородій В цілому приведені результати свідчать про цілковиту придатність застосування запропонованого критерію в інженерній практиці. В и с н о в к и 1. Запропоновано деформаційний параметер, що корелює з довговіч ністю. Подібно до енергетичних критеріїв цей параметр дозволяє через коефіцієнт непропорційності циклу врахувати характерний лише даній тра єкторії рівень деформаційного зміцнення. Як для пропорційного, так і не пропорційного деформування в логарифмічних координатах зберігається лінійний характер залежності кривих малоциклової втоми при використанні запропонованого деформаційного параметра. 2. Визначено системи базових експериментів та методики знаходження констант матеріалу для конкретизації деформаційного параметра. Показано, що константи, отримані за обмеженою кількістю базових експериментів, не суттєво відрізняються від отриманих на основі апроксимаційної процедури. 3. Розроблено простий інженерний метод, що дозволяє досить ефек тивно прогнозувати довговічність матеріалу при двовісному непропорцій ному деформуванні за малоциклової втоми. Р е з ю м е На основе анализа экспериментальных данных малоцикловой усталости при одноосном и двухосном (непропорциональном) деформировании широкого класса металлических материалов предложен инженерный подход к оценке долговечности. Подход базируется на корреляционной линейной зависи мости между приведенным размахом деформаций и числом циклов до начала разрушения. Указанный деформационный параметр учитывает как ориентацию траектории цикла в пространстве деформаций, так и степень ее непропорциональности. Применение деформационного параметра в качест ве критериального позволило получить приемлемые результаты при про гнозировании долговечности. 1. С ерен сен С. В., Ш н ей дерови ч P. М ., Г усен к о в A. П. и др . Прочность при малоцикловом нагружении. Основы методов расчета и испытаний. - М.: Наука, 1975. - 286 с. 2. К а т а л о г данних по механическим свойствам и расчетным характе ристикам конструкционных материалов в области малоцикловой уста лости. Проблемы прочности, долговечности и надежности продукции машиностроения. - М.: Ин-т машиноведения, 1990. - 400 с. 3. G a ru d Y. S. A new approuch to the evaluation of fatigue under multiaxial loadings // Trans. ASME J. Engng. Mater. Tech. - 1981. - 103. - P. 118 - 125. 4. B roun M . W. a n d M ille r K . J . Multiaxial Fatigue. - ASTM STP 853, 1985. 5. S hu kaev S. Criteria for limiting condition of metal alloys under biaxial low-cycle fatigue // 5th Int. Conf. Biaxial/Multiaxial Fatigue and Fracture. - Cracow (Poland). - 1997. - I. - P. 207 - 220. 36 ISSN 0556-l7 lX . Проблемы прочности, 200l, M S Д о розробки деформаційного критерію 6 . Tanaka E , M u ra k a m i S., a n d O oka M . Effects of strain path shapes on nonproportional cyclic plasticity // J. Mech. Phys. Sol. - 1985. - 3 3 .- P. 559 - 575. 7. B e n a lla l A. a n d M a rq u is D . An experimental investigation o f cyclic hardening of 316 stainless steel under complex multi-axial loadings // Transaction 9th SMIRT. - 1987. - L. - P. 385 - 393. 8 . M c D o w e ll D . L. Simple experimentally motivated cyclic plasticity model // J. Engng. Mech. - 1987. - 113, No. 3. - P. 387 - 397. 9. Б ороди й М . В . Анализ экспериментальных данных малоцикловой уста лости при непропорциональном деформировании // Пробл. прочности. - 2000. - № 1. - С. 13 - 21. 10. Б ороди й М . В . К вопросу об определении коеффициента непропор циональности цикла // Там же. - 1995. - № 5-6. - С. 29 - 38. 11. B o ro d ii M . V., K u ch er N. K ., a n d S tr izh a lo V. A . Development of a constitutive model for biaxial low-cycle fatigue // Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct. - 1996. - 19, No. 10. - P. 1169 - 1179. 12. Д у н г С., С оси Д ., Р о б ер т со н И . Дислокационная субструктура и упроч нение при непропорциональном нагружении // Современное машино строение. Сер. Б. - 1991. - № 4. - С. 32 - 43. 13. Iton T., N aka ta T., S akan e M ., a n d O hn am i M . Nonproportional low-cycle fatigue of 6061 aluminium alloy under 14 strain paths // 5th Int. Conf. Biaxial /Multiaxial Fatigue and Fracture. - Cracov (Poland). - 1997. - I. - P. 173 - 187. 14. Chen X., X u Sh. Y., a n d H u an g D . X . Critical plane strain energy density criterion of multiaaxial low-cycle fatigue life // Fatigue’99 (Proc. 7th Int. Fatigue Congress). - Beijing, 1999. - 1. - P. 959 - 964. 15. H e G. O., Chen Ch. Shu., a n d G ao Q. Nonproportional low-cycle fatigue under multiaxial loading for 316L stainless steel // Fatigue’99 (Proc. 7th Int. Fatigue Congress). - Beijing, 1999. - 1. - P. 917 - 922. Поступила 10. 04. 2000 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2001, № 3 37

До розробки деформаційного критерію малоциклової втоми

Institution

Ähnliche Einträge