Усталостная тріщина - велика енциклопедія нафти і газу, стаття, сторінка 1
усталостная тріщина
Усталостная тріщина розвивається до певного періоду. В результаті її розвитку настає перехідний період - ділянку прискореного розвитку зламу. [1]
Втомні тріщини в цьому композиті зароджуються не на поверхні розділу матриця - волокно, а в місцях виходу матриці на поверхню зразка. Якщо дислокації матриці при ковзанні перетинають поверхню розділу і армуючої фазу, то вони перерізають усталилася нітелей щодо мінімального розміру перетину. Навпаки, скупчення ковзають дислокацій матриці у поверхні розділу може привести до концентрації напружень і руйнування волокна. І той і інший механізми залишають можливість для подальшої деформації матричної фази. [2]
Втомні тріщини в металах майже завжди виникають на вільних поверхнях, і тому втомна міцність металів дуже чутлива до поверхневих дефектів. У металах, армованих волокнами, втомні тріщини можуть зароджуватися в двох основних місцях: на вільних поверхнях і на кордонах розділу волокна і матриці. Від властивостей волокна і кордони розділу волокна і матриці залежить, чи будуть останні служити місцями зародження втомних тріщин чи ні. Високоміцні тендітні волокна, що мають малу деформацію руйнування і великий статистичний розкид міцності на розрив (див. Наприклад, [50]), можуть розриватися при розтягуванні в довільних слабких точках по всьому композиту. Кожен такий розрив волокна є можливим місцем зародження втомних тріщин в металевій матриці. Потім там в результаті локальної концентрації напруг відбувається класичне явище втоми. [3]
Втомні тріщини на рис. 11, а і 11, б росли в матриці паралельно поверхні розділу, це вказує на те, що міцність зв'язку на кордоні розділу перевершує міцність матриці. [4]
Втомні тріщини можуть обходити волокна, поширюючись в умовах антиплоскої деформації [20, 22] (рис. 10, е); приклад цього явища показаний на рис. 13 для алюмінію 7075 - 0, армованого бором. Волокно бору зображується на ньому у вигляді конусоподібного сегмента. [6]
Втомні тріщини зазвичай зароджуються в галтелях, місцях пресової посадки, шпонкових з'єднань, у отворів під мастило. На рис. 5.16 показано розташування цих ділянок на корінних валах деяких шипів ШПМ. З метою виявлення тріщин проводиться профілактична дефектоскопія валів. [7]
Втомні тріщини в металоконструкціях і зварних швах знаходять магнітопорошкова або УЗ методами; знос контролюють ультразвукової товщинометрії. Технологія контролю цими методами викладена в попередніх розділах. [8]
Втомні тріщини в металі елементів, що стикуються, розташованих під головками заклепок (радіально від отворів), виявляють УЗ методом. Такі тріщини починаються зазвичай від клепаних отворів першого, другого, рідше третього ряду заклепок: ці тріщини при їх розвитку можуть поширюватися до клепаних отворів наступного ряду, не виходячи на зовнішню сторону. [10]
Втомні тріщини утворюються в місцях найбільшого концентратора напружень, яким, в даному випадку, є внутрішній шов. [11]
Втомні тріщини з'являються без помітної пластичної деформації. Профіль зламу складається з двох виразних областей: одна - гладка і бархатиста є втомної зоною, друга - грубошероховатая і кристалічна - зоною миттєвого руйнування. Перша область утворюється протягом багатьох циклів. В результаті застосування змінних навантажень поверхні втомної тріщини згладжуються через тертя між двома поверхнями тріщини. Та частина матеріалу, яка руйнується миттєво, має грубу зернисту поверхню, так як знос між поверхнями тріщини в даному випадку відсутній. Для деталей, виготовлених з чавуну і багатьох кольорових металів, усталостная зона має вигляд грубої кристалічною поверхні, а зона миттєвого дії - гладку поверхню. [12]
Усталостная тріщина завжди виникає в тій точці металу, де ставлення місцевого напруги до межі витривалості металу найнижче. Зазвичай ці точки знаходяться на поверхні деталі. Пояснюється це тим, що міцність металу по його поперечному перерізі порівняно однакова, а максимальне напруження при крученні або вигині знаходиться в крайніх волокнах. Інша картина спостерігається при наявності тріщин або інших металургійних дефектів всередині матеріалу. Ці дефекти призводять до зниження міцності матеріалу в околиці дефекту. В результаті всередині деталі розвивається тріщина, яка поширюється як в напрямку до поверхні, так і до центру деталі. [13]
Усталостная тріщина з'являється, коли максимальні підповерхневі дотичні напруження перевершують межа витривалості матеріалу, а розвивається паралельно поверхні. В кінцевому підсумку усталостная тріщина призводить до відокремлення частини металу і утворення оспинки викришування. При реверсивному впливі напруг втомні тріщини розвиваються по нормалі до поверхні в глиб металу. В ідеальній атомної решітці, вільної від прикладених або залишкових напруг, атоми знаходяться в стані рівноваги під дією внутрішніх сил. Однак реальна атомна решітка металів геометрично недосконала через наявність в ній місцевих дислокацій. Прикладені зовнішні сили призводять до переміщення атомів в нові положення, що викликає пластичну деформацію і наклеп. Збільшення пластичної деформації за межу текучості призводить до виникнення і розвитку тріщин. Масло, потрапляє в тріщину, грає роль гідравлічного клина, що прискорює процес розвитку тріщини. [15]
Сторінки: 1 2 3 4 5