Page 91 - Стасишин Дисертація

91

Проте руйнування матеріалу на макроскопічному рівні є крихким. Існує два

типи циклічної втоми, а саме мало- та багатоциклічна. Багатоциклічна втома

матеріалу, або як її просто називають втомою, виникає у елементах конструкції за

напружень, значення яких менші за границю текучості. За такого руйнування зміни

в часі призводять до макроскопічного пружного руйнування. Малоциклічна втома

матеріалу відбувається за напружень, які дорівнюють або більші за границю

текучості, але менші за границю руйнування. Тобто за такого руйнування під час

кожного циклу навантаження в матеріалі утворюється макроскопічна пластична

деформація, яка при накопичені викликає деформацію. Як відомо, циклічне

навантаження змінне в часі (а деколи і за знаком). Така особливість навантаження

дає можливість утворення, розвитку та руху тріщин, які переростають в

макротріщину, яка в свою чергу врешті-решт призводить до зламу елемента

конструкцій чи деталі. Процес утворення тріщини під час втоми матеріалу можна

описати як вичерпання можливості зерен чинити опір зсуву. Коли напруження між

зернами досягають певного критичного рівня, тоді утворюються зони ковзання та

відбуваються незворотні зсуви у матеріалі. Після зсуву окремі групи зсунутих атомів

розривають раніше утворену кристалічну ґратку. Розрив цієї атомної ґратки

викликає утворення дуже дрібних мікротріщин, кожна з них в свою чергу може

призвести до утворення втомної тріщини. З цього випливає, що контролювати та

діагностувати місце старту тріщини за циклічних навантажень дуже складно, а сам

механізм не можна вважати вивченим повністю. Проте з впевненістю можна сказати,

що:

• процеси, що відбуваються у матеріалі за циклічної втоми, мають чітко

виражений місцевий характер;

• найвагоміший компонент впливу на процес утворення першої втомної

тріщини, це дотичні та розтягувальні нормальні напруження, які в свою чергу і

викликають пластичну деформацію, зсуви та руйнування.