2 / 11
Н.К. Веретимус, Д.К. Веретимус
2
связи с интенсификацией рабочих и технологических процессов ха-
рактерна повторяемость и цикличность механического и термического
нагружения, работа в условиях переходных и форсированных режимов
эксплуатации [1–10]. Воздействие периодически повторяющихся
нагрузок на рассматриваемый объект приводит к необратимым про-
цессам в материале, вызывающим образование в изделии трещин,
а впоследствии и его разрушение. Наличие высоких термомеханиче-
ских циклических нагрузок предопределяет малоцикловое разрушение
исследуемого объекта при числе циклов нагружения до 10
5
.
В соответствии с деформационно-кинетическим критерием мало-
цикловой прочности достижение предельного состояния определяет-
ся суммой относительных усталостного и квазистатического повре-
ждений, критическое значение этой суммы принимают равным
единице [1–3]. Оценку накопленных повреждений проводят на осно-
ве линейного закона их суммирования.
Было исследовано развитие малоцикловой трещины во вращаю-
щемся модельном диске с отверстием и в толстостенной трубе при их
изотермическом циклическом нагружении [2]. Проведен расчет числа
циклов нагружения до разрушения указанных несущих элементов
конструкций с использованием уравнения скорости роста трещины в
величинах коэффициентов интенсивности деформаций и с учетом
анализа полей накопленных повреждений. Получены зависимости
длины трещины и скорости развития трещины от числа циклов
нагружения. Проанализировано, как учет или отсутствие учета полей
накопленных повреждений влияет на расчетную длину и скорость
развития трещины.
Расчет проводили при предельной пластической деформации в ста-
тической составляющей повреждений:
0
1
1
,
N
P
f
f
s
f
e N e
d
d N
(1)
где
N
— число циклов нагружения;
0
f
e
— предельная разрушающая
деформация при отсутствии повреждения (при
d
= 0);
d
s
— опреде-
ленное через односторонне накопленную пластическую деформацию
статическое повреждение;
d
f
— определенное через амплитуды пла-
стических деформаций усталостное повреждение;
P
N
— характери-
стика материала, которая изменяется от 0 до
m
e
0
(
m
e
0
— показатель
степени в уравнении кривой малоциклового разрушения).
На основе анализа кинетики НДС диска и толстостенной трубы
при изотермическом нагружении [2, 11] можно предположить, что
трещина образуется на внутренней поверхности несущего элемента и
прорастание трещины в обоих случаях происходит от внутренней
стенки изделия к внешней. Для определения числа циклов до разру-