Пересмотр роли испытаний при нерегулярном нагружении при получении научных выводов о пределе выносливости
https://doi.org/10.21683/1729-2646-2023-23-3-23-27
Аннотация
Цель. Мы предлагаем метод использования испытания на усталость при нерегулярной нагрузке для изучения ключевых тем усталости материалов, а именно, касающихся предела усталости. Характеристику предел усталости важно знать: для ускорения испытаний; для обеспечения стабильного и надежного обслуживания машиностроительных изделий.
Методы. Сравнительные исследования при блочных и случайных нагрузках предоставляют возможность исследователям делать соответствующие выводы без чрезмерного увеличения времени испытаний и без использования испытаний при сверхзвуковых частотах, которые в некоторой степени противоречивы. Мы приводим пример применения предложенного метода. Вторая стадия усталости, а именно стадия распространения трещины, также рассматривается. Основная идея аналогична – испытания при нерегулярной нагрузке дают возможность судить о максимуме среди малых амплитуд, которые не являются повреждающими.
Выводы. Предложенный метод позволяет с использованием специальных видов испытаний получить ценную для инженеров и исследователей информацию, при этом испытания являются более приближенными к реальным условиям эксплуатации машин
Ключевые слова
механическая усталость,
предел выносливости,
блочная нагрузка,
суммирование линейных повреждений,
статистика
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-29-10097, https://rscf.ru/ project/23-29-10097/
Об авторе
И. В. Гадолина
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Россия
Россия
Гадолина Ирина Викторовна - кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник,
Москва
Список литературы
1. SonsinoC.M., Heim R, MelzT. Lightweight-Structural Durability Design by Consideration of Variable Amplitude Loading // International Journal of Fatigue. 2016. Vol. 91. Part 2. Pp. 328 336. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2015.07.030
2. Sunder R. et al. Combined action of crack closure and residual stress under periodic overloads: A fractographic analysis // International Journal of Fatigue. 2016. Vol. 82. Part 3. Pp. 667–675.
3. Bautin A. et al. Model curves: a simple way to account for complex effects. In Proc. 32nd Congress of International Council of Aeronautical Science. Sept. 6–10, 2021, Shanghai, China.
4. Березин И.Я., Рихтер Е.Е., Абызов А.А. и др. Статистическая механика и надежность машин: Учебное пособие к курсовому проекту. Челябинск: ЮрГу, 2003. 59 c.
5. Miner M.A. Cumulative Damage in Fatigue // Journal of Applied Mechanics. 1944. Vol. 3. Pp. 159–164.
6. Bathias C. There is no infinitive fatigue life in metallic materials // Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct. 1999. Vol 22. Issue 7. Pp. 559–566.
7. Wei Xu et al. An Ultra-High Frequency VibrationBased Fatigue Test and Its Comparative Study of a Titanium Alloy in the VHCF Regime // Metals. 2020. Vol. 10. P. 1415. DOI: 10.3390/met10111415
8. Stanzl-Tschegg S. Fatigue crack growth and threshold measured at very high frequencies (20 kHz) // Metal Science. 1980. Vol. 14(4). Pp. 137–143.
9. Makhutov N.A., Petrova I.M., Gadolina I.V. et al. On peculiarities in construction of a modified fatigue curve // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2010. Vol. 39. No. 4. Pp. 338–342.
10. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович Р.М. Расчеты несущей способности и прочности деталей машин. М.: Машиностроение, 1975. 488 c.
11. Georgievskaia E. The Problem of Early Crack Detection in the Runner Blades of Hydraulic Units // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2021. Vol. 50. No. 3. P. 216.
12. Gadolina I.V., Lisachenko N.G., Svirskiy Y. et al. The Choice of Sampling Frequency and Optimal Method of Signals Digital Processing in Problems of a Random Loading Process Treating to Assess Durability // Inorganic Materials. 2020. Vol. 56(15). Pp. 1551–1558. DOI: 10.1134/ S0020168520150054
13. Makhutov N.A. et al. Imitation of Random Sequences of Extremums in Fatigue Tests with Irregular Loading // Russian Engineering Research. 2020. Vol. 40(8). Pp. 614– 621. DOI: 10.3103/S1068798X2008016X
14. Makhutov N.A. et al. Simulation of Random Processes in the Fatigue Problem under Variable Loading // Strength of Materials. 2021. Vol. 52(8). Pp. 953-957. DOI: 10.1007/s11223-021-00249-3
Рецензия
Для цитирования:
Гадолина И.В. Пересмотр роли испытаний при нерегулярном нагружении при получении научных выводов о пределе выносливости. Надежность. 2023;23(3):23-27. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2023-23-3-23-27
For citation:
Gadolina I.V. Reconsidering the Role of Fatigue Irregular Testing in Scientific Conclusions About the Fatigue Limit. Dependability. 2023;23(3):23-27. (In Russ.) https://doi.org/10.21683/1729-2646-2023-23-3-23-27
Просмотров:
294
ISSN 1729-2646 (Print)
ISSN 2500-3909 (Online)
ISSN 2500-3909 (Online)
Послать статью по эл. почте 