МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАСШТАБНО-СТРУКТУРНОГО РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ПРОГРАММНЫХ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЖЕНИЯХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предлагаются соотношения для вычисления вероятности разрушения на микро-, мезои макроуровнях и кривые усталости по уровням дефектности при программных одночастотных нагружениях. Обсуждаются результаты расчётов для 0,25 %-й углеродистой стали при нагружениях, состоящих из двух или трёх блоков с разными амплитудами и числами циклов, стали 45 с различными распределениями амплитуд напряжений и титанового сплава TC21 при симметричных нагружениях, каждый блок которых состоит из двух амплитуд разных чисел циклов. Определяется область применимости представленной модели, которая для всех рассмотренных материалов хорошо описывает развитие хрупкого разрушения, кривую усталости по макроразрушению при симметричном нагружении при числе циклов 𝑁𝑓 ⩾106 и программные нагружения, в которых максимальные значения напряжений в среднем не превышают предел выносливости более чем на 30 %.

Об авторах

Э. Б Завойчинская

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: eleonor.zavoychinskaya@math.msu.ru

Н. А Раутиан

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Московский центр фундаментальной и прикладной математики

Email: nrautian@mail.ru

Г. Е Лавриков

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: georgii.lavrikov@math.msu.ru

Список литературы

  1. Kawada, Y. Some experiments on the fatigue life under double and triple stresses / Y. Kawada, Y. Sekido, S. Saski // Bull. JSME. — 1960. — V. 3, № 10. — P. 275–281.
  2. Петрова, И.М. Накопление усталостных повреждений в области сверхвысоких долговечностей при нерегулярном нагружении / И.М. Петрова // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 2012. — Т. 78, № 7. — C. 61–64.
  3. Very high cycle fatigue damage of TC21 titanium alloy under high/low two-step stress loading / B. Nie, S. Liu, Y. Wu [et al.] // Crystals. — 2023. — V. 13, № 1. — Art. 139.
  4. Seki, M. Estimation of the fatigue life under program load including the stresses lower than endurance limit / M. Seki, T. Tanaka, S. Denoh // Bull. JSME. — 1971. — V. 14, № 69. — P. 183–190.
  5. Fitzka, M. Constant and variable amplitude fatigue testing of aluminum alloy 2024-T351 with ultrasonic and servo-hydraulic equipment / M. Fitzka, H. Mayer // Int. J. Fatigue. — 2016. — V. 91, № 2. — P. 363–372.
  6. Okazaki, S. Effect of programed load history on fatigue life of high hardness steels / S. Okazaki, H. Nakamura, T. Tsunenari // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. — 1979. — V. 19, № 8. — P. 509–515.
  7. Influence of the mean stress on the fatigue life of welded joints under variable amplitude loading / X. Liu, Y. Zhang, B. Wang, X. Sun // Int. J. Fatigue. — 2022. — V. 163.
  8. Савкин, А.Н. Прогнозирование долговечности стали при моделировании случайного внешнего воздействия / А.Н. Савкин, А.А. Седов, А.В. Андроник // Изв. ВолгГТУ. — 2015. — № 5 (160). — С. 113–118.
  9. Carvalho, A. Fatigue damage accumulation in aluminum 7050-T7451 alloy subjected to block programs loading under step-down sequence / A. Carvalho, J. Martins, H. Voorlwad // Procedia Engineering. — 2010. — V. 2, № 1. — P. 2037–2043.
  10. Srivatsavan, R. A cumulative damage rule based on successive reduction in fatigue limit / R. Srivatsavan, S. Subramanyan // ASME. J. Eng. Mater. Technol. — 1978. — V. 100, № 2. — P. 212–214.
  11. Study on fatigue strength of welded joints subject to intermittently whipping superimposed wave load / N. Osawa, L. De Gracia, K. Iijima [et al.] // Practical Design of Ships and Other Floating Structures. — 2021. — P. 453–472.
  12. Завойчинская, Э.Б. Общие закономерности и критерии разрушения твердых тел на разных масштабно-структурных уровнях при длительном нагружении / Э.Б. Завойчинская // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 2022. — Т. 88, № 7. — С. 48–62.
  13. Zavoychinskaya, E.B. A stochastic theory of scale-structural fatigue and structure durability at operational loading / E.B. Zavoychinskaya // Contemporary Approaches and Methods in Fundamental Mathematics and Mechanics / Eds. V.A. Sadovnichiy, M.Z. Zgurovsky. — Cham : Springer, 2021. — P. 71–89.
  14. Handbook on Experimental Mechanics / Ed. by A.S. Kobayashi. — Prentice-Hall : Society for Experimental Mechanics, 1987. — 1002 p.
  15. Прочность, ресурс, живучесть и безопасность машин / Н.А. Махутов, А.Ю. Албагачиев, С.И. Алексеева и др. ; отв. ред. Н.А. Махутов. — М. : Книжный дом “Либроком”, 2019. — 576 с.
  16. Ботвина, Л.Р. Разрушение. Кинетика, механизмы, общие закономерности / Л.Р. Ботвина. — М. : Наука, 2008. — 334 c.
  17. Murakami, Y. Metal Fatigue: Effect of Small Defects and Non-Metallic Inclusions / Y. Murakami. — Oxford : Elsevier, 2019. — 735 p.
  18. Czichos, H. Physics of Failure. Handbook of Technical Diagnostics. — Berlin ; Heidelberg : Springer, 2013. — 560 p.
  19. Ефимов, А.Г. Электромагнитные и магнитные методы неразрушающего контроля для контроля накопления поврежденности в конструкционных сталях и сплавах / А.Г. Ефимов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 2020. — Т. 86, № 8. — С. 49–57.
  20. Петровский, И.Г. Лекции по теории интегральных уравнений / И.Г. Петровский. — 5-е изд. — М. : Физматлит, 2009. — 136 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025