Зарубежные исследования

формы. Эффективным концентраторомг облегчающим зарождение усталостной трещины, является надрез, выполненный на электроискровом станке проволочкой диаметром 0,1—0,15 мм. Усталостную трещину выращивают из устья надрезов на специальных машинах. Конечный участок трещины длиной не менее 0,3 от всей длины усталостной трещины должен создаваться в условиях нагружения с коэффициентом интенсивности напряжений при максимальном усилии в цикле .йТ/max ^ 0,6 К1С. Если при формировании трещины невозможно: контролировать нагрузку, число циклов нагружения должно быть не менее 5- 10*. Зарождение усталостной трещины является конечной операцией по подготовке образцов к испытанию.

Зарождение усталостной трещины в материале с различной кристаллической решеткой происходит в результате последовательного накопления дислокаций в ограниченном объеме, где окончательно оформляется устойчивая полосовая дислокационная структура [104, 106]. Указанный вид дислокационной структуры распространяется вглубь от поверхности, образуя слой наиболее поврежденного материала. Вместе с тем формирова-

Зарождение усталостной трещины произошло от отверстия под штифт крепления лопатки. Начальная зона излома, прилегавшая к отверстию под штифт, глубиной около 5 мм имела фиолетовый цвет, а далее излом имел золотистый цвет окисления. Граница зон с разным окислением излома в виде уступа указывала на смену режима нагружения диска или на изменение условий напряженного состояния диска в зоне развития трещины. И в том, и в другом случае трещина на указанной границе должна была остановиться на некоторое время, что и обусловило формирование уступа в изломе.

ударе на поверхности пера произошел сдвиг материала с образованием надрывов и микротрещин. От зоны повреждения произошло зарождение усталостной трещины.

Проведенные расчеты свидетельствуют о том, что зарождение усталостной трещины в лонжероне имело место в результате создания в нем высокого уровня концентрации напряжений из-за коррозионного растрескивания материала, а не в результате его перенапряжения.

Применительно к рассматриваемому случаю было выявлено, что первоначальное коррозионное (межзеренное) растрескивание материала происходило вплоть до глубины 0,4 мм. На длине около 5 мм происходил переход от преимущественного коррозионного (внутри- и межзеренного) разрушения к процессу чисто усталостного (внутризе-ренного) разрушения. От этой зоны достаточно долго в последующем происходило распространение усталостной трещины. Уровень эквивалентного напряжения не превысил расчетной величины, что позволяет заключить следующее. Без концентрации нагрузки при коррозионном растрескивании материала на глубину более 0,3 мм с наружной поверхности лонжерона зарождение усталостной трещины не должно происходить, поскольку в пределах указанного слоя имеют место остаточные сжимающие напряжения, величина которых превосходит уровень эквивалентного растягивающего напряжения.

Очевидно, что из соотношения (13.5) легко оценить величину уровня напряжения, при котором произошло страгивание трещины, если предварительно дана оценка площади дефекта, от которого зародилась трещина. В таком подходе дается приблизительная оценка напряжения. Связано это с тем, что глубина залегания поры, по-прежнему, не рассматривается. Однако ясно, что с возрастанием глубины залегания поры под поверхностью будет иметь место снижение концентрации напряжений и зарождение трещины будет происходить при возрастающем уровне напряжения. При этом будет иметь место критическое расстояние между порой и поверхностью детали, при прочих равных условиях (при неизменном размере поры), когда зарождение усталостной трещины от поверхности и от поры может быть равновероятным.

Гидроцилиндр конструктивно исполнен таким образом, что в сечении представляет собой два цилиндра, разделенные тонкой стенкой. Изломы обоих гидроцилиндров имели характерное, однородное по шероховатости строение излома, которое определяет усталостное разрушение детали из алюминиевого сплава при ее регулярном нагру-жении. Развитие трещины в цилиндре № 1 происходило от клиновидной зоны, расположенной у цилиндрической поверхности диаметром 60 мм (рис. 14.17). Указанная зона ориентирована перпендикулярно цилиндрической поверхности и имела протяженность около 5 мм в глубину при ширине у поверхности около 1 мм. Рельеф излома зоны начального разрушения характеризовался растрескиванием материала, разупорядоченными фрагментами различной формы — типичными элементами рельефа поверхности при вскрытии материала по дефекту в виде направленных неметаллических включений. Граница между начальной зоной "А" и зоной последующего роста трещины была четкой и свидетельствовала, что в начальной зоне разрушение материала произошло практически за счет хрупкого проскальзывания, а далее от границы дефекта происходило зарождение усталостной трещины вдоль всего контура начальной

по поверхности отверстия диаметром 6 мм, как в эксплуатации для случая бездефектного материала, а от поверхности отверстия диаметром 60 мм. Были сопоставлены между собой закономерности формирования сигналов АЭ и изменения параметра рельефа излома в виде шага усталостных бороздок в направлении роста трещины (рис. 14.19). Качественно характер возрастания шага усталостных бороздок подобен тому, что был выявлен в гидроцилиндрах, разрушение которых имело место в эксплуатации. Период роста трещины по результатам его оценки на основе измерений шага усталостных бороздок составил около 30000 циклов. Эта оценка в полной мере соответствует предварительно сделанной оценке периода роста трещины по эволюции сигналов тензодатчика — около 37000 циклов. Некоторое занижение в оценке длительности роста трещины по результатам измерения усталостных бороздок обусловлено тем, что около дефекта материала имел место небольшой участок излома в пределах 0,2 мм, где не проводили измерение усталостных бороздок и оценку длительности роста трещины. Более того, следует учесть, что некоторое количество циклов было потрачено на зарождение усталостной тре-

носливости, статической прочности и др. Важнейшим критерием усталости является степень повреждения, вызывающая зарождение усталостной трещины.

Характер влияния различных факторов на зарождение трещин и их распространение в ряде случаев принципиально различается между собой [108]. Например, при усталостном разрушении во многих материалах сопротивление возникновению разрушения выше при мелком зерне, а сопротивление развитию разрушения повышается с укрупнением зерна. Такое явление наблюдалось, в частности, в литейных никельхромовых жаропрочных сплавах, в ряде алюминиевых сплавов и т. д. Существует мнение, что зарождение усталостной трещины в малой степени зависит от частоты приложения нагрузки, в то время как процесс распространения трещин зависит от частоты в гораздо большей степени [28]. При длительном высокотемпературном статическом нагружении существенно различие по характеристикам сопротивления возникновению и развитию разрушения между однотипными деформируемыми и литейными сплавами: по первой характеристике литейные сплавы, как правило, значительно превосходят деформируемые, по второй — могут уступать.

Справочник проектировщика «Металлические конструкции» общим объемом 150 а.л. в трех томах подготовлен коллективом ведущих ученых и специалистов стран СНГ по строительным металлоконструкциям. В справочнике обобщен мировой опыт проектирования и строительства традиционных и уникальных зданий и сооружений из металла, нашли отражение отечественные и зарубежные исследования и разработки последнего двадцатилетия. Впервые публикуются материалы по разработке проектов, изготовлению и монтажу дымовых труб, транспортерных галерей, градирен, крановых эстакад и др. Переживаемое страной резкое сокращение инвестиций и связанное с этим ускоренное старение эксплуатируемого металлофонда придают особую актуальность новому разделу из трех глав, в котором изложены обоснованные практикой рекомендации по организации, оснащению и выполнению реконструктивных, обследовательских и диагностических работ, а. также методам усиления конструкций, элементов и узлов, исчерпавшим ресурс безотказной работы.

Эти вопросы были предметом внимания на симпозиумах по малоцикловой усталости в 1971 г. в Каунасе и Челябинске в 1974 г. [1], они рассматривались на ряде международных конференций по усталости и ползучести при повышенных температурах, созывавшихся начиная с 1967 г. Английским институтом инженеров-механиков, Американским обществом инженеров-механиков и обществом испытания материалов, последняя из которых состоялась в 1974 г. в Шеффилде. Зарубежные исследования были систематизированы в обзоре ASTM [2].

(ЗАРУБЕЖНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)

ядерные взрывы (зарубежные исследования).

В свете Московского договора о запрещении ядерных взрывов в атмосфере, в космическом пространстве и под водой проблема мирного использования ядерных зарядов наружного действия является прежде всего международно-правовой и социальной и в меньшей степени научно-технической. До тех пор, пока не будут созданы специальные ядерные устройства и методы их детонации, гарантирующие радиационную стерильность атмосферы и полную безопасность для населения, фауны, флоры, ценных естественных и искусственных объектов мертвой природы в районе взрыва на выброс, промышленное применение его будет невозможным без нарушения международного права. Поэтому зарубежные исследования в области промышленного и научного применения ядерных взрывов

(зарубежные исследования)

Советские и зарубежные исследования котлов, работающих в обычном эксплуатационном режиме, показали, что скорость коррозии зависит в первую очередь от температуры стенки и подчиняется закономерности, типа, показанного на рис. 8-1. Скорость коррозии обычно выражают в двух размерностях: г/м2-ч и мм/год. Нетрудно подсчитать, что числовые значения обоих показателей практически совпадают. Действительно, при скорости коррозии 1 мм/год убыль металла составит:

Ранние зарубежные исследования уноса из псевдоожиженного слоя (до 1955 г. включительно) довольно подробно рассмотрены в монографии Лева [Л. 988]. Остановимся здесь лишь на некоторых из них.

Отечественные и зарубежные исследования [10, 11] показывают, что отложения, образующиеся на внутренней поверхности труб котла, имеют двухслойный харак-

В сборках активной зоны кипящего ядерного реактора и парогенераторе реализуются различные структуры двухфазных течений — от пузырькового до дисперсно-кольцевого. Структура двухфазного потока является одной из важнейших его характеристик, поэтому неудивительно, что в литературе встречается большое число публикаций, посвященных этому вопросу. Это работы советских ученых С. И. Костерина [2.1] по воздухо-водяным потокам в горизонтальных, наклонных и вертикальных трубах, М. А. Стыриковича [2.2] по течению пароводяной смеси в вертикальных, горизонтальных и наклонных обогреваемых и адиабатических трубах и зарубежные исследования О. Бейкера [2.3] на воздухо-масляных потоках в горизонтальных трубах, Дж. Хъюитта (1965 г.) в пароводяном потоке в вертикальных трубах и другие работы.

Зарубежные исследования. В работе [280] указывается, что величины коэффициентов распределения цинка, меди, железа и урана в растворах соляной и серной кислот и хлористого натрия на сильноосновных анионитах с различной природой неподвижных ионов (различные амины и производные пиридина) возрастают с увеличением длины углеводородной цепи амина.