Page 103 - Стасишин Дисертація

103

пластичності також зростає, якщо збільшується кількість циклів Ni. Крім того,

доведено експериментально, що шорсткість у зразках із вирізами збільшується на

межі ВЗП зі зростанням періоду Ni.

З метою високоточного визначення розмірів ВЗП і параметра d* для будь-яких

металів і сплавів незалежно від їх пластичності запропоновано критерій, який

базується на гіпотезі, згідно з якою максимальна шорсткість поверхні досягається на

межі ВЗП [105, 111] (рис. 3.11). Вірогідність цього критерію підтверджують

результати, отримані Аролою і Вільямсом [112], Осташем [110], Сураратчаі та ін.

[113]. Зокрема, у працях [111, 112] виявили, що шорсткість поверхні пов’язана з

ефектом концентрації напружень під час втоми матеріалів. Крім того, у праці [171]

обчислили «ефективний коефіцієнт концентрації циклічних напружень Kf як

функцію Ra, використовуючи правило Нойбера [112] і модель Ароли–Рамулу [113]

для зразків, виготовлених із листової вальцьованої сталі AISI 4130CR з

водоструминною обробкою поверхні. Ці залежності засвідчили, що Kf строго зростає

під час еволюції шорсткості поверхні. Вони також отримали подібні

експериментальні залежності. З іншого боку, Осташ і Панасюк [103] довели, що на

межі ВЗП досягається максимум розмаху локальних напружень ∆σ*y (див. рис. 3.11),

який пропорційний до Kf, якщо номінальне напруження ∆σ nom стале. Отже, еволюція

шорсткості поверхні супроводжується зростанням Kf і, як наслідок, збільшенням

∆σ*y. Оскільки максимум розмаху локальних напружень досягається на віддалі d*

від краю вирізу, то можна стверджувати, що межа ВЗП відповідає максимальній

шорсткості поверхні біля вирізу. Таким чином, розміри ВЗП можна віднайти, якщо

обчислити просторовий розподіл параметра шорсткості Ra ділянки поверхні поблизу

краю вирізу.

3.1.3 Обчислення просторового розподілу параметра шорсткості Ra

Еволюцію шорсткості поверхні біля вирізу за циклічних навантажень

оцінювали, обчислюючи просторовий розподіл параметра Ra, тобто розподілу

Ra(x,y) у кожній точці метричної мапи рельєфу шорсткості поверхні або мапи висот