Page 101 - Стасишин Дисертація

101

кристалічних ґраток. У результаті дії знакозмінного навантаження цей процес

призводить до утворення субмікроскопічних тріщин, розміщених уздовж певних

ліній або смуг ковзання.

Механізм втомного руйнування пов'язаний з розвитком і накопиченням у

поверхневому шарі мікропластичної деформації, утворенням макротріщин, які зі

зростанням напружень долають межі зерен, зливаються, утворюючи магістральну

тріщину втоми. Ця тріщина росте переривчасто – стрибками, пов'язаними з місцевою

пластичною деформацією (наклепом) металу біля її вершини. Для поширення

тріщини на деяку довжину необхідно, щоб біля її вершини була вичерпана

пластичність. У результаті настає руйнування, пов'язане з утворенням поверхонь

розділу. Зародження втомної тріщини визначається накопиченням мікропластичної

деформації, стадія утворення тріщини у більшості металів і сплавів із середньою і

високою пластичністю контролюється рівнем дотичного напруження, що виникає

при навантаженні. У свою чергу, поширення магістральної тріщини, що утворилася,

пов'язане з переорієнтацією площини декогезії в площину максимального

нормального напруження. На цій властивості базується один із методів розділення

стадії ініціації і поширення тріщини втоми.

Втомні тріщини з'являються в точці металу, де відношення місцевого

напруження до межі витривалості металу найнижче. Зазвичай ці точки знаходяться

на поверхні деталі. Пояснюється це тим, що міцність металу по його поперечному

перерізу порівняно однакова, а максимальне напруження при кручені або вигині

зосереджене в крайніх волокнах.

Кінґленд та ін. [136] розробили двопараметричну модель, яка показує

взаємозв’язок між коефіцієнтом напружень та його максимальним значенням і, як

наслідок, деформаціями під час пружно пластичного розтягу. Така модель показує,

що напруження пластичної зони, які виникають в напівциклі розвантаження не

дозволяють повністю закритися вершині тріщини (рис 3.12).

Отже, якщо ж розглядати ЦН за додатної асиметрії (R ˃ 0), то потрібно
враховувати низку факторів. Один з них показує що при фіксованому номінальному