Зміст

Мета роботи: дослідження впливу комбінованого навантажування на короткотривалу динамічну повзучість гладких зразків із сплаву АМг6, а також тіл з тріщинами у випадку, коли розмах коефіцієнта інтенсивності

напружень співрозмірний з пороговою тріщиностійкістю, тобто за відсутності підростання тріщини.

• Зміст• 1. Методика дослідження впливу комбінованого (циклічного і

статичного) навантаження на поведінку суцільних зразків і зразків з тріщинами для випадку, коли амплітуда напружень (розмах коефіцієнта інтенсивності напружень) співрозмірні з межею витривалості (розмахом порогового КІН).

• 2. Вплив асиметрії циклу навантаження на динамічну повзучість гладких зразків із сплаву АМг6.

• 3. Дислокаційна структура сплаву АМг6 після статичної та динамічної повзучості.

• 4. Вплив комбінованого навантажування на розкриття вершини тріщини.

• 5. Методика прогнозування повзучості зразків з тріщинами із сплаву АМг6 при відсутності підростання тріщини.

IV МІЖНАРОДНИЙ СИМПОЗІУМ З ТРИБОФАТИКИ ISTF 2002

23-27 вересня 2002, Тернопіль, Україна

• Зразки із сплаву АМг6 для випробуваньа - циліндричний

б - плоский з бічною тріщиною

• Схема вирізування пластин • із зразків (а);

• об’єкт для виготовлення • тонкої фольги (б).

1224

1248 130

R8

M30

R10

10

30120

Ì 181



30,2

а б

YlbhPK

Y = 1,12 - 0,231(l/ b) + 10,55(l/ b)2 -

- 21,72(l/ b)3 + 30,90(l/ b)4

Хімічний склад алюмінієвого сплаву АМг6

• Механічні характеристики алюмінієвого сплаву АМг6

Легуючі елементи, % Домішки, % (max)

Al Mg Mn Ti Be Fe Si Cu Zn Ін.

Основа 5,8...6,6 0,5...0,8 0,02...0,1 0,002...0,005 0,4 0,4 0,1 0,2 0,1



в, МПа 2,0, МПа , %, %360 175 18,2 34

Схеми навантажень:1 - статичного; 2 - комбінованого

Loading scheme: 1-static; 2-combined

m

2amin

с=

max

t

2

1

m

2amin

с=

max

t

2

1



Діаграми повзучості сплаву АМг6 при 293К за статичного (1-3) і комбінованого (4-6) навантажування при с=max=300 МПа (1, 4);

340 МПа (2, 5); 355 МПа (3,6).Creep diagrams for Al-6%Mg under 293K during static

(1-3, 7) and combined (4-6, 8) loading at s=max=300 МPа (1, 4); 340 МPа (2, 5); 355 МPа (3,6).



-7-за ф-лою (1)-8-за ф-лою (2)

50 100 150 200 250 300 350 t,хв

РозрахунокЕксперимент- 1- 2- 3- 4- 5 - 6

p,мм/мм0,003

0,002

0,001

-7-за ф-лою (1)-8-за ф-лою (2)

50 100 150 200 250 300 350 t,хв

РозрахунокЕксперимент- 1- 2- 3- 4- 5 - 6

p,мм/мм0,003

0,002

0,001

де pс - деформація статичної повзучості;m, B, n - сталі величини, залежні від температури; с – статичнe напруження, при якому здійснюється повзучість; t - час.

• де kr - коефіцієнт, залежний від рівня максимальних напружень та асиметрії циклу.

mnсс tB

m

1p

r

mnmaxд ktB

m

1p



Залежність густини дислокацій сплаву АМг6 від максимального напруження повзучості: 1 – статична повзучість; 2 – динамічна

повзучість (25 МПа).Dependence of the dislocation density in Al-6%Mg alloy on the

maximum creep stress: 1 – static creep; 2 - dynamic creep (25 МPа).



300 310 320 330 340 3504,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

- 1

- 2

10-9, см -2

max, МПа300 310 320 330 340 350

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

- 1

- 2

10-9, см -2

max, МПа

а б

Дислокаційна структура сплаву АМг6 після статичної повзучості (а) і динамічної повзучості (б) при max=300 МПа.

Dislocation structure of the Al-6%Mg alloy after static creep (a) and dynamic creep (b) at max=300 МPа.



Залежність розкриття вершини тріщини від часу при статичному (1-3, 7) та комбінованому навантажуваннях (4-6, 8): 1- Кс=21МПа; 2-

Кс=29МПа; 3- Кс=32МПа; 4- Кmax=21МПа; 5- Кmax=27МПа; 6- Dependence of crack tip opening displacement versus time under static (1-3,7) and

combined loading (4-6,8): 1- Кs=21 MPa; 2- Кs=29 MPa; 3- Кs=32 MPa; 4- Кmax=21 MPa; 5- Кmax=27 MPa; 6- Кmax=31 MPa

,МКМ

6

4

2

100 200 300 t, хв

Експеримент

- 1- 2- 3- 4- 5- 6

Розрахунок

-7-8

,МКМ

6

4

2

100 200 300 t, хв

Експеримент

- 1- 2- 3- 4- 5- 6

Розрахунок

-7-8



Прогнозування приросту розкриття вершини тріщини за рахунок повзучості

Розрахункова схема.Analytical model.

(r) ref

ref

Lrefr

ref

Розрахункова схема.Analytical model.

(r) ref

ref

Lrefr

ref

)(rI

K 1

1

2

2,0

2

2,0

refr

m

n

ref LktBm

1



В И С Н О В К И



• 1. Виявлено, що циклічне навантаження, накладене на статичну компоненту, збільшує деформацію повзучості сплаву АМг6 у порівнянні із статичною повзучістю.

•2. Зростання пластичної деформації сплаву АМг6 в умовах повзучості з накладанням циклічної складової навантаження пов’язане із зростанням густини дислокацій матеріалу.

•3. Розроблено методику прогнозування короткотривалої повзучості зразка з тріщиною при комбінованому навантажуванні, основану на аналізі напружено-деформованого стану у вершині тріщини, моделюванні тіла з тріщиною гладким зразком, а також врахуванні впливу рівня максимальних напружень на деформацію повзучості.

Documents

Зміст