Вид излома при усталостном разрушении

Вид излома при усталостном разрушении

Вид излома при усталостном разрушении имеет некоторые характерные особенности, позволяющие отличить его от излома при других видах разрушения. Знание этих особенностей может быть полезно при определении причины разрушения и исходной точки развития усталостной трещины. Усталостное разрушение обычно начинается при очень малой видимой пластической деформации и имеет характер хрупкого разрушения. Однако кажущийся хрупкий характер усталостного разрушения не следует смешивать с хрупким разрушением металла при низких температурах. При усталостном разрушении трещина распространяется медленно с периодами прекращений развития, тогда как хрупкое разрушение при низких температурах происходит очень быстро.

При обоих типах разрушения не наблюдаются значительные пластические деформации и не проявляется вязкость материала, однако сопротивление усталости не уменьшается при понижении температуры, как сопротивление хрупкому разрушению: напротив, сопротивление усталости при низких температурах повышается.

При статическом нагружении и отсутствии условий хрупкого излома разрушению стальной конструкции обычно предшествует появление пластических деформаций в сравнительно большом объеме металла. При усталостных разрушениях имеет место также некоторая пластическая деформация,   однако эта  деформация обычно ограничивается узко локальной зоной концентрации напряжений. Таким образом, усталостное разрушение имеет характер хрупкого разрушения.

Тщательное изучение поверхности излома при усталостных разрушениях показывает, что исходная точка разрушения обычно может быть обнаружена по характерным следам распространения трещины на различных этапах развития усталостного разрушения. Эти следы, иногда сравниваемые с рисунком на поверхности раковины, имеют вид ряда концентрических дуг окружности, расходящихся от исходной точки разрушения.

Усталостная трещина началась от неровности на поверхности стыкового сварного шва и затем распространилась в радиальном направлении на всю толщину полосы. В последней стадии разрушения излом имел вязкий характер. Вязкий излом наблюдался у краев полосы, где плоскость излома составляет угол около 45° с поверхностью (па фотографии это трудно заметить) и приблизительно такой же угол с направлением напряжения. Из приведенной фотографии видно также, что в последний период у краев имело место значительное уменьшение толщины и ширины. В средней же части пластинки не обнаруживается заметной пластической деформации, и поверхность излома в этой зоне приблизительно перпендикулярна поверхности полосы.

Если снять усиление шва и прошлифовать поверхность образца, то разрушение при испытаниях, как правило, будет начинаться от какого-либо дефекта внутри материала сварного шва. При отсутствии усиления шва даже сравнительно небольшой внутренний дефект может оказаться наиболее существенным концентратором напряжения в детали, от которого может начаться усталостное разрушение, хотя при этом сопротивление усталости может быть относительно высоким.

При наличии значительных дефектов в поперечных сварных швах могут получаться изломы типов. В данном случае ясно виден непровар у корня сварного шва и низкое качество всего шва. Соединения с такими дефектами, обладают значительно меньшим сопротивлением усталости по сравнению с хорошо выполненными сварными соединениями. Несмотря на это, соединение с такими дефектами может иметь при однократном нагружении прочность,  соответствующую  пределу прочности неослабленного основного материала, если только внутренние дефекты не вызывают существенного уменьшения поперечного сечения. Таким образом, внутренние дефекты в стыковом сварном соединении могут мало влиять на статическую прочность соединения, но в то же время могут значительно понижать сопротивление усталости.

Читайте так же:

042 031 049 018 012 014 009 035

Комментарии запрещены.

Явление усталости

014 008 013 048 004 041
Усталость конструкций
Сопротивление усталости