Прогнозирование долговечности тел с надрезами по локальному напряженно-деформированному состоянию. Сообщение 3. Учет градиентов напряжений и деформаций

Abstract

Предложен метод расчета долговечности тел с концентраторами напряжений до возникновения усталостной трещины, основанный на энергетическом критерии разрушения. В качестве определяющего параметра принята рассеянная в надрезе энергия. Метод позволяет прогнозировать долговечность тел с надрезами при регулярном симметричном нагружении по циклическим деформационным и усталостным характеристикам материала, полученным в результате испытаний гладких образцов. Рассмотрено влияние абсолютных размеров концентратора напряжений на долговечность, предложены зависимости для расчета градиентов рассеянной энергии и амплитуды остаточной деформации. Проведено сопоставление с результатами испытаний надрезанных образцов из стали 30ХГСА и алюминиевых сплавов Д16АТ и АМцМ.

Запропоновано метод розрахунку довговічності тіл із концентраторами напружень до виникнення тріщини утоми, що базується на енергетичному критерії руйнування. В якості визначального параметра прийнято розсіювання в надрізі енергії. Метод дозволяє прогнозувати довговічність тіл із надрізами при регулярному симетричному навантаженні за циклічними деформаційними і утомлювальними характеристиками матеріалу, одержаними при дослідженні гладких зразків. Розглянуто вплив абсолютних розмірів концентратора напружень на довговічність, запропоновано залежності для розрахунку градієнтів розсіяної енергії та амплітуди залишкової деформації. Зроблено співставлення з результатами досліджень надрізаних зразків зі сталі 30ХГСА та алюмінієвих сплавів Д16АТ і АМцМ.

We propose a method of lifetime prediction (prior to fatigue crack initiation) for bodies with stress raisers that is based on the energy criterion of fracture. As a fracture-controlling parameter, we use the energy dissipated in the notch. The method allows one to predict the durability of notched bodies under regular symmetric cyclic loading conditions using cyclic strain and stress characteristics of the material that have been obtained during tests of smooth specimens. We examine the impact of the notch absolute dimensions on the durability and propose relationships for the calculation of gradients of the dissipated energy and the residual strain amplitude. Comparative analysis of the experimental results is made for notched specimens of 30KhGSA steel and D16AT and AMTsM aluminum alloys. This article is a continuation of Parts 1 and 2.