Аналитическое описание скорости роста усталостной трещины в металлах при различных асимметриях цикла нагружения

Abstract

На основе экспериментальных данных, учитывающих закономерности изменения кинетических диаграмм усталостного разрушения в зависимости от различных асимметрий цикла нагружения R, R* и явления закрытия вершины трещины, аналитически описано скорость роста усталостной трещины в металлах. Установлено эмпирическую зависимость между эффективным ΔКeff и номинальным ΔКR размахами коэффициентов интенсивности напряжений для асимметрий цикла нагружения R (при асимметриях R* явление закрытия вершины усталостной трещины отсутствует) в пределах наличия закрытия вершины усталостной трещины: от критического порогового эффективного ΔКfcl,th,R до критического эффективного ΔКfcl,R размахов коэффициентов интенсивности напряжений.

На основі експериментальних даних з урахуванням закономірностей зміни кінетичних діаграм втомного руйнування в залежності від додатніх асимет- рій циклу навантажування R, R* та явища закриття вістря втомної тріщини аналітично описано швидкість росту втомної тріщини в металах. Встановлено емпіричну залежність між ефективним ΔКeff і номінальним ΔКR розмахами коефіцієнтів інтенсивності напружень для асиметрій циклу навантаження R (за асиметрій R* явище закриття вістря втомної тріщини відсутнє) в межах наявності закриття тріщини: від критичного порогового ефективного ΔКfcl,th,R до критичного ефективного ΔКfcl,R р розмахів коефіцієнтів інтенсивності напружень.

On the basis of experimental data accounting for the regularities of variation of the fatigue fracture kinetic diagrams depending on various load ratios R, R* and crack-tip closure effect, fatigue crack-growth rate in metals is analytically described. An empirical relation between the effective ΔКeff and nominal ΔКR ranges of the stress intensity factors for load ratios R (for load ratios R* the fatigue crack-tip closure effect is absent) was established for the portion of the fatigue fracture kinetic diagram, where the fatigue crack-tip closure effect is present, namely, from the critical threshold efficient ΔКfcl,th,R to critical efficient ΔКfcl,R ranges of the stress intensity factors.