Усталость: феноменологический подход определения меры повреждения.

К первому толкованию можно было бы добавить: «– процесс посте-пенного необратимого накоплениямикропластической деформации…» и далее по тексту.

За один (i =1) цикл сорта j =1 нагружения с амплитудой s_j в конструк-ционном сплаве (КС) произойдет перестройка дислокационной или фазовой структуры, которая деформирует КС на абсолютную величины D_ij, м. За несколько циклов нагружения в пределах одного сорта j =1 абсолютная величина деформации будет равна сумме разовых абсолютных деформаций и составит

(1)

Если конструrционный сплав был подвергнут нагружению несколькими сортами циклов j, то общая деформация в абсолютных единицах измерения будет равна (рис. 1):

(2)

Рис. 1. Схема нагружения несколькими сортами циклов j

В случае превышения общей деформацией D некоторого предельного числового значения D^lim (критерий предельного состояния КС в абсолютных единицах по условиям пластической деформации –ползучести) начнется процесс необратимого накопления разрывов межузловых связей (МУС). Этот процесс –термоактивированный и через некоторое время КС разрушится под действием термических флуктуаций. В нормативно-справочной документа-ции официального толкования термину «разрушение» толкования нет.

Математически условие перехода от динамического равновесия разрыва и восстановления МУС к процессу необратимого накопления числа разор-ванных МУС можно записать с использованием понятия «мераповрежде-ния» (МП) КС: это отношение текущего числового значения физически из-меряемого признака повреждения к его предельному значению перед разру-шением конструкционного сплава. МП КС – безразмерная величина. Ее чис-ловое значение для частного процесса повреждения (ЧПП) меняется от нуля (исходное состояние КС) до единицы (состояние КС перед разрушением).

Для ЧПП усталости МП_D можно выразить через величины абсолютной де-формации:

МП_D(t) = ( )/D^lim = 1+ d_D(3)

где: d_D –погрешность методики расчета (формула 3)

МП_D(t_н) –текущее числовое значение МП при усталости и наработкеt_н.

По физической сущности МП_D( t_н) –это текущее числовое значение отно-сительной деформации при усталости и наработкеt_н. Этой МП_D(t_н) будет со-ответствовать суммарное относительное число циклов нагружения МП_N(t_н):

МП_N(t_н) = (4)

где: N_ij (t_н) , N_j⁰ –соответственно,суммарное текущее числовое значение циклов с порядковым номером i всех сортов j.

Предельное состояние КС наступит при условии нормировки МП_N(t_н) на единицу за вычетом погрешности d_Nметодики расчета (формула 5):

МП_N(t_н) = = 1+d_N (5)

Для того, чтобы поставить знак равенства между МП_D(t) и МП_N(t_н) надо использовать коэффициент перерасчета K_N:

МП_D(t) = K_N МП_N(t_н) (6)

Коэффициент перерасчета K_N возможнобудет:

– индивидуальным для каждого сорта j циклов нагружения;

– изменяться по мере роста МП.

Последнее предположение основывается на том факте, что:

1) пластическая деформация есть не что иное, как генерация и перемещение дислокаций вдоль плоскости скольжения;

2) генерация и перемещение дислокаций диктуются полем напряженно-деформированного состояния КС;

3) встречное сопротивление дислокаций «лесса» процессу скольжения дислокаций замедляет скорость перемещения и скорость генерации дислокаций вплоть до запирания источника;

4) КС с запертыми источниками дислокаций находится в состоянии деформационного упрочнения.

1. ГОСТ 27.002-83 (СТ СЭВ 5041-85). Надежность в технике. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. Изд. стандартов. М. 1987 г., 31 с.;

2. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. Изд. стандартов. М. 1989 г.

3. РАСЧЕТЫ И ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ. Термины и определения основных понятий. Стандарт Украины, ДСТУ 2825 -94, Держстандарт Украины, 1994, 40 с.