Теоретична оцінка втомної довговічності за регулярного циклічного навантаження

Abstract

Запропоновано модель для оцінки втомної довговічності матеріалу з урахуванням мікроструктури, концентрації напружень і асиметрії циклу навантаження. Модель апробовано на результатах втомних випробувань зразків із конденсату титанового сплаву Ti–6Al–4V, отриманого методом електронно–променевого осадження у вакуумі з парової фазы (ЕВ PVD– метод). Зразки мали технологічні дефекти у вигляді колон різного діаметра, які виходили на поверхню зразка. Модель також перевірено на експериментальних втомних даних сплаву Ti–6Al–4V, взятих з літератури, для різних асиметрій циклу навантаження. Порівняння результатів розрахунку й експерименту показало задовільний збіг. Для наповнення моделі достатньо мати результати випробувань на короткочасний розтяг та характеристики мікроструктури вихідного матеріалу. Запропонований підхід може бути використаний для експрес-оцінки характеристик опору втомному руйнуванню на етапі розробки нових матеріалів, а також для оцінки залишкового ресурсу елементів конструкцій, без застосування коштовних і довготривалих випробувань на втому та втомну тріщиностійкість.

Keywords

• втомна довговічність
• концентрація напружень
• асиметрія циклу
• багатоциклова втома
• мікроструктура
• титанові сплави