Прогнозирование характеристик сопротивления усталости металлов при различных частотах нагружения

Abstract

Предложена методика прогнозирования характеристик сопротивления усталости по результатам высокочастотных испытаний, в том числе на больших базах (до 10^10 цикл). Методика основана на модели усталостного разрушения, учитывающей частоту и асимметрию циклов нагрузки. Возможности методики проиллюстрированы на примерах испытаний гладких образцов и образцов с концентратором напряжений из различных материалов (сплавы на основе никеля, алюминия и титана). Показано, что результаты прогноза для разных частот нагружения (35...10000 Гц) и коэффициентов асимметрии циклов (—1... ...0,5) отличаются, как правило, не более чем на 10% от экспериментально полученных значений этих параметров.

Запропоновано методику прогнозування характеристик опору утомі за результатами високочастотних випробувань, у тому числі на великих базах (до 10^10 цикл). Mетодика базується на моделі руйнування від утомленості з урахуванням частоти й асиметрії циклів навантаження. Mожливості методики проілюстровано на прикладах випробувань гладких зразків та зразків із концентратором напружень із різних матеріалів (сплави на основі нікелю, алюмінію та титану). Показано, що результати прогнозу для різних частот навантаження (35...10000 Гц) та коефіцієнтів асиметрії циклу (— 1 ...0,5), як правило, відрізняються від експериментальних значень не більше, ніж на 10%.

We propose a technique for prediction of fatigue strength characteristics using the results of high-frequency tests including those with large number of cycles (up to 10^10 cycles). The proposed technique is based on the model of fatigue fracture, which takes into account the frequency and stress ratio of the loading cycles. The method applicability is illustrated by the examples of tests made on smooth and notched specimens produced from various materials (Ni-, Al- and Ti-based alloys). It is shown that the predictions made for various loading frequences (35 to 10,000 Hz) and stress ratios (—1 to 0.5) differ from the respective experimental results by no more than 10%.