Нагружения происходит

Типовые схемы нагружения приведены на рис 6.4<7, 6. Должно выполняться условие равновесия вала, например (рис. 6.4, а):

Значения коэффициентов эквивалентности ц// и щ для типовых режимов нагружения приведены в табл. 2.4.

Если Тип заданы в функции t, суммирование заменяют интегрированием. Значения Кнк при n=const для типовых режимов нагружения приведены в табл. 8.10. При известном КНР.

Наилучшими антифрикционными и противозадирными свойствами обладают оловянные бронзы (например, БрОФ10-1, БрОНФ и др.), однако они дороги и дефицитны, и поэтому применяются только для ответственных передач с высокими скоростями скольжения (vs > 7 м/с). Нагрузочная способность передач с червячными колесами из оловянных бронз лимитируется усталостным изнашиванием и от скорости скольжения практически не зависит, поэтому верхний предел этой скорости для таких передач не ограничивают, а допускаемые контактные напряжения от нее не зависят. Наряду с этим срок службы венцов червячных колес в значительной степени зависит от способа отливки заготовок (в песок, в кокиль, центробежная), поэтому допускаемые напряжения зависят от способа отливки, и, кроме того, от твердости активной поверхности витков червяка. Значения допускаемых контактных напряжений [<7НО ] для червячных колес из оловянных бронз и стальных червяков при базе испытаний NHlim= 107 циклов нагружения приведены в табл. 8.5. Для определения значения допускаемого контактного напряжения [ан ] при заданном числе циклов NK, отличном от базы испытаний, в расчет вводится коэффициент долговечности ZN, тогда

Рассмотрим более подробно некоторые виды механических испытаний, основные характеристики которых, а также схемы диаграмм нагружения приведены в табл. 3, 4 и на рис. 1.15.

при различных условиях опи-рания и характере нагружения, приведены в работе [77]. Они относятся к балкам из композиционных материалов с орто тронными несущими слоями и сотовым заполнителем и получены для случая цилиндрического изгиба в предположе-

ческих деформаций составляет соответственно 0,5; 1; 1,5%, а средняя деформация растяжения варьировалась и задавалась 0,1 и 2%. Данные по изменению исходного сопротивления тензорезисторов в таких условиях показаны на рис. 6.2.2, б. Видно, что независимо от величины средней деформации рост сопротивления с числом циклов нагружения определяется только циклической составляющей деформации. Аналогичные результаты получены и для нестационарного режима, когда с числом нагружения изменялись величины и циклической и статической составляющих деформаций. Данные по режиму нагружения приведены в табл. 6.2.1.

Типичные зависимости изменения неупругих деформаций за цикл в зависимости от числа циклов нагружения приведены на рис. 1 [5]. Можно выделить пять типов такой зависимости.

(/ — отношение частот компонентов). Схемы программ двухком-понентного нагружения приведены на рис. 23, где под amj следует понимать амплитуду низкочастотной нагрузки.

или по изоклинам. Траектории главных напряжений (трещины в хрупком покрытии) для растягивающей нагрузки, а также для совместного нагружения приведены на фиг. 9.21 и 9.22.

Экспериментальные и расчетные числа циклов до разрушения для указанного и еще трех сходных режимов сложного циклического нагружения приведены в табл. 5.5. Расчетные числа циклов попадают в пределы доверительного интервала (при доверительной вероятности р = 0,95) для средних значений экспериментальных чисел циклов до разрушения.

Характер разрушения. Композиционные материалы, изготовленные на основе вискеризованных волокон, при испытании на растяжение, сжатие, изгиб и сдвиг не обнаруживают расслоения, свойственного обычным стекло-, угле- и боропласти-кам. Растяжение образцов из этих материалов не сопровождается акустической эмиссией, характерной для испытания композиционных материалов, образованных системой двух и трех нитей; разрушение образцов при всех указанных видах нагружения происходит мгновенно. Это свидетельствует о том, что несущие способности матрицы, укрепленной нитевидными кристаллами, и волокон исчерпываются одновременно. Для этих материалов характерен хрупкий вид разрушения как при испытаниях их на растяжение, сжатие, так и при изгибе и сдвиге.

Аналогично изменению размаха пластических деформаций при жестком цикле нагружения происходит изменение амплитуды напряжений. Для всех титановых сплавов,, можно выделить три периода изменения амплитуды напряжений:

В процессе циклического нагружения в зависимости от величины амплитуды напряжений или деформаций и степени асимметрии цикла происходят структурные и дислокационные изменения в поверхностных слоях образца и во внутренних объемах металла. С ростом количества циклов нагружения происходит не только взаимодействие дислокаций с примесями, концентрация дислокаций на границах и других структурных барьерах, возникновение ступеней сдвига на поверхности, но и резкое возрастание плотности дислокаций, достигающей в конце концов критической величины.

Непрерывному процессу распространения усталостной трещины соответствует развитие разрушения с формированием определенных параметров рельефа излома в виде усталостных бороздок, псевдобороздок и иных параметров рельефа излома. Все они в совокупности и каждый параметр отдельно отражают единичные акты дискретного нарушения сплошности материала. Не все параметры рельефа могут быть использованы в качестве количественной характеристики величины прироста трещины. Однако каскад событий в процессе распространения трещины таков, что в каждом цикле нагружения происходит дискретное подрастание трещины. Поэтому в среднем монотонное (непрерывное) развитие трещины на масштабном макроскопическом уровне его рассмотрения связано с дискретным, поцикловым подрастанием трещины на всех масштабных уровнях.

Следует подчеркнуть, что рассматриваемая энергия соответствует разрушению только того объема материала перед вершиной трещины, в котором образована свободная поверхность определенной длины и ширины в мезотуннелях. Подрастание трещины в цикле нагружения происходит вдоль всего ее фронта в результате каскада скачков в мезотуннелях и разрушения перемычек между ними. Поэтому дискретное подрастание трещины в перемычках за счет сдвига необходимо так же характеризовать аналогичным набором приращений энергии разрушения сдвигом

нагружения происходит достижение того шага усталостных бороздок, который и характеризует величину асимметрии цикла вне зоны влияния переходных процессов на рост трещин. Менее интенсивное изменение асимметрии цикла позволяет определять уровень раскрытия берегов трещины. Идея определения раскрытия берегов трещины в срединной части образца или элемента конструкции заключается в следующем.

Одновременно с процессом охрупчивания материала при возрастании частоты нагружения происходит изменение влияния окислительных процессов у кончика трещины на развитие разрушения при неизменном состоянии окружающей среды с точки зрения ее влажности и температуры. Проявляется это изменение через уменьшение доступа окружающей среды к вершине трещины. Возрастание частоты происходит в условиях снижения раскрытия трещины COD, что отражает возрастание циклического предела текучести материала в соответствии с условием

Обобщая результаты этих и других экспериментальных исследований, например [56-59], влияния формы цикла нагружения и температуры на скорость роста усталостных трещин в никелевых и нержавеющих сплавах, следует рассматривать две различные ситуации, которые могут быть реализованы на практике. Ниже критической частоты и температуры нагружения происходит смена механизма разрушения, и трещина начинает все

(рис. 7.17, рис. 7.18). При этом было установлено, что в случае смены механизма разрушения при введении выдержки в цикле нагружения происходит существенное (в несколько раз) увеличение СРТ. При этом важно отметить, что при межсубзерен-ном разрушении шаг усталостных бороздок, наблюдавшихся лишь в немногочисленных зонах излома на общем фоне фасеточного рельефа, отстает от СРТ. Возрастание СРТ при переходе к трапецеидальной форме цикла нагружения сопровождается одновременным увеличением шага усталостных бороздок. В образцах из диска № III имело место некоторое снижение

В случае регулярного нагружения материала с постоянной частотой и перехода к другому стационарному режиму нагружения с измененной частотой нагружения происходит постепенное увеличение пороговой величины KISCC и возрастание уровня постоянной скорости роста трещины при уменьшении частоты [146] (рис. 7.36). Такая ситуация типична для диаграмм не только второго, но и третьего типа применительно к сталям. Для алюминиевых сплавов зависимость скорости роста трещины в агрессивной среде от частоты нагружения в интервале 0,1-20 Гц является неоднозначной [137]. При возрастании частоты скорость может возрастать и убывать в зависимости от типа сплава и ориентировки роста трещины по отношению к его текстуре.

Все сказанное свидетельствует о том, что блоки усталостных линий характеризуют последовательность продвижения усталостной трещины от полета к полету ВС, а усталостные линии в блоке характеризуют маневрирование ВС в полете. В процессе маневрирования на переходном режиме нагружения происходит продвижение трещины не только за счет изменения максимального уровня напряжения, но и за счет наложения вибрационных, низкоамплитудных нагрузок. Поэтому формирование мезолиний следует связывать с продвижением трещины под действием блока высокочастотных нагрузок при высокой асимметрии цикла. В этом случае процесс повреждения отвечает области многоцикловой усталости, когда мезолиний характеризуют прирост трещины за сотни и даже тысячи циклов нагружения.