Новый подход к оценке опасности коротких усталостных трещин

Abstract

Показана возможность использования предложенных ранее авторами новых физически обоснованных характеристик вязкости металла и охрупчивающего действия концентратора напряжений для анализа хрупкого разрушения, инициированного короткими трещинами. Приведена методика экспериментального определения величины параметра, который характеризует охрупчивающее действие этих дефектов и получено приближенное выражение для расчета его значения в случае короткой трещины. Для типичных конструкционных сталей построена зависимость коэффициента запаса вязкости стали с короткой трещиной от уровня прочности данного материала. Сформулированы требования к уровню вязкости сталей, при котором дефекты этого типа не представляют опасности.

Показана можливість використання запропонованих раніше авторами нових фізично обгрунтованих характеристик в ’язкості металу та окрихчуючої дії концентратора напружень з метою аналізу квазікрихкого руйнування, ініційованого короткими тріщинами. Запропоновано методику експериментального визначення величини параметра, який характеризує окрихчуючу дію цих дефектів, та отримана наближена залежність для розрахунку його значення для короткої тріщини. Для типових конструкційних сталей встановлена залежність коефіцієнта запасу в ’язкості сталі з короткою тріщиною від рівня її міцності. Сформульовано вимоги до рівня вязкості, за якого дефекти цього типу не є небезпечними.

We propose new physically justified characteristics of material toughness and notch-induced embrittlement, and incorporate these in the analysis of brittle fracture initiated by short cracks. We propose a new experimental technique to assess the parameter controlling the embrittlement effect of short cracks. An approximated relation is obtained that allows one to calculate this parameter in case of a short crack. For the typical structural steels we obtained dependence of the margin value of the steel toughness index on the strength in the presence of a short crack. We formulated requirements to the steel toughness that define a margin level which when exceeded makes small defects dangerous.