Теории усталостного разрушения

Теории усталостного разрушения

Гаф и Казо приводят обзор ранних теорий, выдвигавшихся различными исследованиями для объяснения явления усталости. Однако ни одна из этих теорий не объясняет полностью фактов, наблюдаемых при усталостных испытаниях в лаборатории. Ранние теории усталости основывались на предельном напряженном состоянии. Более новые теории основываются на деформационных характеристиках или дислокации. Эти новые теории, часть которых рассмотрена в работе Боаса, отличаются большей сложностью по сравнению с теориями, исходившими из предельного напряженного состояния, но, по-видимому, более точно объясняют действительный механизм усталости. В результате своих исследований Боас пришел к выводу, что в настоящее время существуют теории, объясняющие наиболее важный процесс возникновения усталостных трещин, однако многие подробности еще предстоит изучить.

Вуд изложил некоторые из новейших теорий возникновения усталостных трешин и проанализировал в свете этих теорий некоторые из современных экспериментальных исследований в области усталости.

Многие из наиболее ранних теории усталостного разрушения исходили из рассмотрения поведения материала в макрообъемах. Более новые теории рассматривают микроструктуру материала. Например, Делингер сделал попытку учесть деформации или изменения деформаций отдельных кристаллов. Афанасьев выдвинул статистическую теорию, в которой учитывается неоднородное напряженное Состояние, возникающие в результате появления трещины в одном из кристаллов. Оба упомянутых автора пытаются рассматривать усталость в микрообъемах. Другие исследователи предполагают, что усталостное разрушение начинается в субмикроскопических объемах, соизмеримых с параметром атомной решетки, задолго до появления видимых повреждений материала, даже в микрообъемах.

Орован и др. учитывают в предлагаемой ими теории усталостного разрушения энергию  деформации сдвига. Эта теория рассматривает сглаживание пиков напряжений, возникающих в микрообъемах, благо даря наличию узко локальных пластических деформаций.

Шенли является автором сходной теории, объясняющей явление усталости прогрессирующим разрушением на плоскостях скольжения из-за нарушения связности материала в результате деформаций сдвига.

Большинство теорий усталости основывается на изучении поведения металла в образцах простой геометрической формы. Ни одна из теорий не учитывает всех факторов, которые могут оказывать влияние на образование усталостного разрушения. Большинство конструкций, применяемых в технике, состоит из сложной системы элементов и соединений, что делает невозможным или, в лучшем случае, затруднительным исследование таких конструкций с использованием различных теорий усталостного разрушения. Ввиду этого использование данных по усталости при решении реальных вопросов прочности конструкций в большинстве случаев бывает основано на эмпирических соотношениях, получаемых при лабораторных испытаниях. Эти простые соотношения обычно позволяют спроектировать экономичную конструкцию, хорошо сопротивляющуюся действию повторных нагрузок.

Читайте так же:

009 045 049 036 033 028 026 003

Комментарии запрещены.

Явление усталости

023 025 030 038 012 014
Усталость конструкций
Сопротивление усталости