Введение к работе
Актуальность работы. В процессе эксплуатации большинство конструкций к деталей мачжн подвергаются нестационарным режимам на-гружения, когда последовательность чередования циклов с напряжениями различных уровней изменяется случайно или по некоторой програмне. Поэтому разработка методов прогнозирования долговечности в условиях нестационарных циклических нагрузок является одной из основных задач в проблеме усталости металлов.
На практике расчет ресурса конструкций и деталей малин проводится с использованием феноменологических гипотез накопления повреждений на основе характеристик сопротивления усталости, полученных при регулярном нагрукении,и данных об эксплуатационном спектре нагрузок.
В настоящее время существует большое количество гипотез накопления повреждений, каждая из которых обладает своими преимуществами :: недостатками. Наиболее простой и чаще других применяемой в расчетах является линейная гипотеза накопления позрежде-ний. Однако сумма относительных долговечностей по линейной гипотезе в зависимости от действия тех или .иных эксплуатационных и технологических факторов может изменяться в широких пределах. Среди этих факторов значительную роль играют концентрация напряжений и фретткнг-коррозия, которые, в частности, определяют долговечность заклёпочных и болтовых соединений.
3 связи с этим особую научную значимость преоиретаст изучение влияния концентрации напряжений и фреттинг-коррозни на процесс накопления повреждений при программном циклическом нагрукении .
Цель работы. Исследование особенностей, вносимых концентрацией напряжений и фреттинг-коррозией в процесс накопления повреждений в материале при программном циклическом нагружении по сравнению с накоплением повреждений в гладких образцах, а также исследование механизмов влияния указанных факторов на накопление повреждений.
В работе были поставленії следующие задачи:
разработать методику исследования сопротивления усталости при регулярном и программном нагруяениях з условиях концентрации напряжений л фреттинг-коррозни ;
выполнить исследования характеристик сопротивления уста-
лости алюминиевых сплавов ДІ6АТ и АМгб, е такие титанового сплава BTI4 при регулярном нагружении циклическим растяаением-сжати-ем на гладких образцах, образцах с концентратором напряженки и образцах в условиях фреттинг-коррозии ;
определить закономерности накопления повреждений в гладких образцах, образцах с концентрацией напряжений и образцах с фреттинг-коррозией из указ-иных сплавов при программном нагруке-нии ;
исследовать механизмы влияния концентрации напряжений и фреттинг-коррозии на процесс накопления повреждений при программном нагружении.
Научная новизна работы. Установлено, что влияние концентрации напряжений на накопление повреждений при программном нагру-кении обусловлено кинетикой остаточных напряжений, которые образуются у концентратора при циклическом нагружении ; предложена методика применения линейной гипотезы с учетом кинетики остаточных напряжений у концентратора при программном нагружении ; показано, что упрочнение материала на высокой ступени блока программного нагружения в условиях фреттинг-коррозии при превышении зтоП ступенью предела текучести поверхностного слоя происходит за счет образования в поверхностном слое остаточных, напряжений ; установлено, что значения сумм относительных долговечностей по линейной гипотезе в условиях концентрации напряжений и фреттинг-коррозии не меньше аналогичного показателя, полученного на гладких образцах.
Практическая ценность работы. Получены характеристики сопротивления усталости ряда конструкционных сплавов с учетом влияния концентрации напряжений и фреттинг-коррозии при регулярном и программном нагружениях, которые могут быть использованы в качестве справочного материала ; показано , что если в расчетах долговечности при программном нагружении в условиях концентрации напряжений и фреттинг-коррозии по линейной гипотезе использовать значения сумм относительных долговечностей, полученных на гладких образцах, то погрешность расчетов пойдет в запас прочности .
Результаты работы внедрены в НПО "Энергия", что подтверждается соответствующими актами. Экономический эффект от их внедрение составил 50 тыс. рублей.
' Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на III Всесоюзном симпозиуме "Прочность материалов и элементов конструкций при сложном напряженном состоянии" (г.Житомир, 1989 г.), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы комплексной оценки поареаденности и предельного состояния силовых сйстсм" (г.Гомель, 1990 г.), на III и ІУ симпозиумах Люблинского и Брестского политехнических институтов (г.Люблин, 1990 г., г.Брест, 199I г.), на юбилейной научно-технической конференции, посвященной 25-летию Брестского политехнического института (г.Брест, 1991 г-), на IX Международном коллоквиуме "Механическая усталость металлов" (г.Киев, 1991 г.), на ІУ Всесоюзной научной конференции "Современные проблемы строительной механики и прочности летательных аппаратов" (п.Рыбачье, І99І г.), на тематическом семинаре Института проблем прочности АК Украины (г.Киев, 1991 г.).
Структура и объем работы/ Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Содержание работы изложено на 183 страницах, содержит 14 таблиц, 77 иллюстраций, список литературы включает 128 наименований.