МАТЕРИАЛА

 

Цель работы

1. Ознакомиться с механизмом разрушения, характеристиками нагружения и усталостной прочности материалов.

2. Определить предел усталости материала по кривой усталости.

3. Ознакомиться со строением усталостных изломов, полученных при малоцикловой и многоцикловой усталости.

 

Приборы, материалы и инструмент

1. Кривые усталости материалов.

2. Комплект усталостных изломов, полученных при испытаниях на малоцикловую и многоцикловую усталость.

 

Краткие теоретические сведения

Известно, что общая долговечность образцов, деталей или элементов конструкций, работающих в условиях циклического нагружения, определяется в значительной степени периодом роста усталостной трещины, который, в зависимости от различных факторов, может изменяться в пределах 10-90 % от общей долговечности образца или детали. Нередко в конструкциях по тем или иным причинам уже имеются трещины или другие трещиноподобные дефекты. В этом случае живучесть материала конструкции будет определять скорость распространения в нем усталостной трещины.

Процесс разрушения металлических материалов при циклическом нагружении отличен от разрушения при однократных видах нагружения. Усталостное разрушение происходит при напряжениях, меньших предела прочности при статическом нагружении. Однако, многократно приложенные циклические нагрузки приводят к постепенному накапливанию локальных повреждений в металле, переходящих в субмикроскопические трещины, которые, подрастая, объединяются в макроскопическую трещину. Дальнейшей рост усталостной трещины контролируется коэффициентами интенсивности напряжения у ее вершины. По мере возрастания коэффициентов интенсивности напряжения изменяется локальное напряженное состояние материала у вершины трещины, а, следовательно, и механизм усталостного разрушения. В этом проявляется один из элементов стадийности усталостного разрушения.