Главная > Физика > Сопротивление материалов (Биргер И.А.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

16. Усталость материалов и элементов конструкций

Явление усталости.

Усталостные поломки составляют основной вид разрушения деталей машин и нередко приводят к тяжелым последствиям, так как возникают внезапно. Разрушение происходит без заметной пластической деформации, как правилоу в зоне концентрации напряжений. Источником усталостного разрушения является действие переменных (во времени) напряжений.

Рис. 4.26. Следы микропластической деформации при повторном нагружении (увеличение на электронном микроскопе)

Рис. 4.27. Усталостный излом лопатки: 1 — место зарождения трещины; 2 — зона развития трещины; 3 — вона окончательного излома

При повторном циклическом деформировании в неблагоприятно расположенных зернах материала происходит накопление микропластических деформаций. На рис. 4.26 при увеличении 500 видны следы остаточных сдвигов.

Процесс постепенного накопления микропластических деформаций приводит к образованию микротрещины, которая начинает расти при повторных приложениях нагрузки в результате концентрации напряжений у ее краев. Усталостное разрушение — разрушение в результате постепенного развития трещины при повторных нагружениях.

При усталостном разрушении на поверхности излома всегда обнаруживаются две зоны: зона зарождения и развития трещины и зона окончательного излома. Зона развития трещины (рис. 4.27) обычно имеет гладкую поверхность, так как микронеровности «стираются» при повторном сближении краев трещины. Излом происходит в результате ослабления сечения, когда статическая прочность оказывается недостаточной. Если статическая нагрузка невелика усталостная зона излома может составлять 50—70% общей поверхности излома.

Начало усталостного излома возникает в местах действия наибольших переменных напряжений, обычно на поверхности детали.

При высоком уровне переменных напряжений - может возникнуть несколько очагов развития усталостной трещины.

Усталостное разрушение часто начинается от забоин, рисок, в местах концентрации напряжений. Особое значение для усталостной прочности ймеют поверхностные слои элемента конструкции. Усталостное разрушение в отличие от статического имеет резко выраженный локальный характер.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление