Прогнозирование характеристик сопротивления усталости металлов в гигацикловой области по результатам высокочастотных испытаний. Сообщение 2. Применение модели накопления усталостных повреждений

Abstract

На основании анализа основных физических процессов, происходящих в металлическом материале при воздействии циклических нагрузок, предложена модель формирования и развития областей локальной пластической деформации. Получено уравнение состояния материала для момента времени, непосредственно предшествующего старту усталостной трещины, в котором учитываются частота циклического нагружения в явном виде как фактор, непосредственно влияющий на скорость накопления повреждений, и коэффициент асимметрии цикла. Уравнение является основой для прогнозирования характеристик сопротивления усталости, в том числе на больших базах нагружения, при различных, включая низкие, частотах по результатам высокочастотных испытаний.

На основі аналізу основних фізичних процесів, що мають місце в металічному матеріалі при дії циклічних навантажень, запропоновано модель формування і розвитку областей локальної пластичної деформації. Отримано рівняння стану матеріалу для моменту часу, який безпосередньо передує старту утомної тріщини. У рівнянні враховуються частота циклічного навантаження в явному вигляді як фактор, що безпосередньо впливає на швидкість накопичення пошкоджень, і коефіцієнт асиметрії циклу. Рівняння є основою для прогнозування характеристик опору втомі, у тому числі на великих базах навантаження, за різних, включаючи низькі, частот за результатами високочастотних випробувань.

A model of formation and development of local plastic strain regions is proposed on the basis of an analysis of the main physical processes taking place in a metallic material under the action of cyclic loads. An equation of material state for the instant of time directly preceding fatigue crack initiation has been derived, in which cyclic loading frequency in explicit form as a factor directly affecting the damage accumulation rate and stress ratio are taken into account. The equation is the basis for the prediction of fatigue resistance characteristics, large loading bases as well, at different frequencies, including low ones, from high-frequency test data.