Распределение долговечности

который зависит не столько от абсолютных значений прочности сталей, сколько от способа достижения данной прочности. Было установлено, что равномерное распределение дислокаций в объеме металла, достигаемое после высокотемпературной термомеханической обработки, уменьшает склонность сталей к водородной хрупкости, снижая тем самым возможность хрупкого разрушения и поглотительную способность стали по отношению к водороду. По данным М. Смяловского, проникновение водорода в сталь усиливают гидриды некоторых элементов V и VI главных групп периодической системы (Р, As, Sb, S, Se, Те), что приводит к водородной хрупкости сталей или появлению в них пузырей. Последний эффект, как установил И. С. Шпарбер, вызывают ионы S2~ - и HS~.

а — распределение дислокаций после деформации; о — оОризоки-иие границ блоков; в — субзерна (фрагменты) в структуре низко-углеродистой стали, х 500

С другой стороны, количество и распределение дислокаций оказывает существенное влияние не только на механические, но и на физические свойства металлов (удельное электрическое сопротивление, магнитную проницаемость, коэрцитивную сапу и другие) [76].

Явление полигонизации было установлено в 1932 г. Коно-беевским и Мир ером f28] при исследовании рентгеновским методом структуры изогнутых монокристаллов каменной соли. Они обнаружили, что после отжига монокристаллов, подвергнутых изгибу, непрерывные полосы астеризма на лауэграммах (характерные для изогнутых, но не отожженных кристаллов) разбиваются на отдельные точки. Этот эффект впоследствии был объяснен [29—31] образованием в предварительно изогнутом и затем отожженном монокристалле вполне определенной субструктуры в результате выстраивания дислокаций одного знака в стенки. Образующиеся при этом субзерна получили название полигонов. Рассмотрим распределение дислокаций до и после

Карты механизмов деформации Эшби построены с использованием уравнений, которые связывают между собой указанные основные три параметра у, TS, Т и, дополнительные параметры, характеризующие структуру материала (размер зерна, расстояние между дисперсными выделениями, их размер, плотность и распределение дислокаций и

Среди типичных для ОЦК-металлов с высокой энергией дефекта упаковки дислокационных структур авторы [9] выделяют три основные — хаотическое, т. е. относительное равномерное распределение дислокаций; сплетения, «жгуты» или клубки из дислокаций и дислокационную ячеистую структуру.

В процессе холодной деформации наблюдается рост плотности дис-локаций и напряжения течения вплоть до е = 1 [299]. Несмотря на та что распределение дислокаций может варьироваться от однородного-(или скоплений дислокаций при малых деформациях) до ячеистой структуры (рис. 3.15), напряжение течения описывается уравнением (3.23). Причем в работах [292,300] показано, что уравнение (3.23) в равной степени пригодно как для выражения связи упрочнения с общей плотностью дислокаций р, так и с плотностью дислокаций в стенках ячеек рся, '

Результаты электронно-микроскопических исследований дислокационной структуры на первом участке кривой упрочнения показали хаотическое распределение дислокаций с некоторым повышением плотности последних у границ зерен (рис. 3.20, а и 3.21 а).

237. Хирш Г. Распределение дислокаций и механизмы упрочнения в металлах // Структура и механические свойства металлов.— М. : Металлургия, 1967.— С. 42—74.

253. Мадер С., Зегер А., Лейтц К. Деформационное упрочнение и распределение дислокаций в ГЦК металлах // Структура и механические свойства металлов.— М.: Металлургия, 1967.—С. 9—41.

292. Кэ А. С. Распределение дислокаций в а-железе при деформации и возврате// Прямое наблюдение несовершенств в кристаллах.— М. : Металлургия, 1964. —; С. 160—178.

Лопатки турбин в условиях эксплуатации, как правило, накапливают повреждения более устойчиво, чем лопатки компрессора. Это связано с тем, что они подвергаются постоянному нагреву при длительном статическом растяжении под действием динамической нагрузки от вращения ротора. В этом случае возможно возникновение такого явления, как ползучесть или термоциклическое разупрочнение материала в результате теплосмен по циклу ПЦН. Каждый механизм исчерпания долговечности лопатки имеет свою длительность действия, и поэтому разрушение лопатки на разных стадиях эксплуатации отвечает разным критериям прочности. В результате этого распределение долговечности лопаток может иметь не один, а несколько максимумов по числу случаев разрушения, в зависимости от того, какие виды механизмов разрушения могут последовательно доминировать при исчерпании ресурса лопатки.

Результаты расчета долговечности при блочном и случайном иа-гружегшях показали, что расчетные распределения логарифма долговечности в большинстве случаев не противоречат нормальному закону. Отклонения от нормального закона наблюдались при больших коэффициентах вариации действующих напряжений (v0l) = 0,3) и резко отличающихся исходных дисперсиях долговечности по уровню напряжений; с увеличением рассеяния действующих напряжений резко возрастает дисперсия долговечности; рассеяние длительностей действия напряжений при неизменном блоке или спектре практически не влияет на распределение долговечности.

Для оценки прочности плунжерных пружин по данным испытания пружин-моделей рассмотрим два крайних случая. В первом случае, если после волочения проволоки через фильтры дефекты вытянуты в продольном направлении, то можно считать, что все витки пружины равнопрочны. Тогда кривые распределения циклической долговечности пружин-моделей и плунжерных пружин будут совпадать. Во втором случае, если распределение дефектов по длине проволоки носит случайный характер и связано с микроструктурной неоднородностью материала, то распределение долговечности должно подчиняться рас пределению крайних членов выборки.

Используя данное соотношение, экспериментальное распределение долговечности для образцов о длиной рабочей части •?/> « 16 мм преобразовали в распределение долговечности для образцов о ?/> = 60 мы (см. кр. 3 на рис. 2).

10. С т е п н о в М. Н. Распределение долговечности при усталостных испытаниях. «Заводская лаборатория», 19165, № 3.

Шрввйв отандартныз образцы из материааа. из которого имч»-*ов*ена детей», установи» программ; шздження образцов на пугьсирусвеи машике в соответствии со опвКгрсн дейотвусккх в деТаяи ИапряхениЯ, кс*ыо зкспврнментаа1,но установить закон рао-пределения образцов Q(Nj при хомпваксе усгоъия, ОООТЕЙТСТ-вувних условиям работы детам при Эксп^уатацкн. , с Со»-«им иди пенник прибляженвем распредвяеняе Q(N) будет хари-тврязоаать фактическое распределение долговечности детадв.

функциональная модель'(б) й»в»о*явт с бодьшвй йЯй мвыий течиостьс определить распределение долговечности детали При действии переменных напряжений. При недоста^чиоя До*Го»вЧ80с« *в саедуеТ провести моделирование, т.е. менять входные вовдей-отвяя, олрадешльие усталость материала дет aw. Кб основе со-временных знания 0 процессе уотаюсТя х таким воедейотвия* пре*де всего относятся; материал детали, режим териооОраЗоткя, способ обрвОоткк поаврхнооти-детали, чкстота поворхвооТЯ, рав-неры, конфкгурашя и т.п. Мевяя входиы» воздейот»вя JT/^Zi»"-» Л>7 пр» заданно* режиме натрушен** ^(f) ', можно пмучять ie-s лаемое раопредедекив долговечности $(t) . ОЧебиднс, выбор входных эоздвИствкк в Hfltep^aw kx игмвнеищ следует npotsso-дять находя «s усдовкя практячас^сов рваиаацки рекомендация Вря сряяяок йро«гводствв.

Рис. 187. Распределение долговечности комлевых отсеков лопастей несущего винта вертолета

Многочисленные испытания больших выборок показывают, что распределение долговечности при постоянной амплитуде напряже-

ния хорошо описывается логарифмически нормальным законом. Используя средние значения и вариации и предполагая, что распределение долговечности логарифмически нормальное, можно найти точки, соответствующие заданной вероятности разрушения. Проводя аналогичный анализ для всех значений амплитуды напряжения, при которых проводились испытания, можно найти точки и построить кривые равной вероятности разрушения в осях S-N. Подобное семейство кривых усталости равной вероятности разрушения

Таким образом, асимптотическое распределение долговечности не является нормальным, но полностью определяется двумя первыми моментами интервалов времени между нагружениями и двумя первыми моментами повреждения за одно нагружение.