Исследование циклической долговечности материала в условиях малоцикловой усталости и длительной прочности

С. А. Букатый, А. А. Округин

Аннотация


Экспериментальные исследования показывают, что основные детали – валы и диски газотурбинных двигателей, работающие в условиях малоцикловой усталости и длительной прочности, имеют долговечность, значительно превышающую ресурс, определяемый расчётным путём на основе гипотезы линейного суммирования повреждений. Следовательно, требуется уточнение расчётных методик, позволяющее полнее использовать резервы прочности деталей. В данной работе проведены исследования влияния на долговечность увеличения длительности отнулевого цикла нагружения образцов с периодом Т=200 с и выдержкой на максимальном и минимальном уровнях: Dtmax=120 c и Dtmin=60 c. Исследования проводили на стандартных круглых образцах с диаметром рабочего участка 7,5 мм. Показано, что при остановке нагружения в материале протекают релаксационные процессы, сопровождающиеся ростом пластических деформаций и деформационным циклическим упрочнением. При этом установлено, что гипотеза о линейном суммировании статической и циклической составляющих повреждений в условиях малоцикловой усталости и длительной прочности не подтверждается. Увеличение в цикле напряжений длительности выдержки под нагрузкой до Dtmax=20 c и более приводит к значительному росту – до 94 % статической составляющей повреждения. Результаты исследований, полученные при циклическом и повторно-статическом нагружениях, позволили подтвердить и обосновать существование неизвестного ранее «Эффекта циклического упрочнения» материалов, обусловленного длительностью действия максимальных нагрузок в цикле нагружения.


Ключ. слова


Малоцикловая усталость; длительная прочность; длительность цикла нагружения; напряжённо-деформированное состояние; эффект циклического упрочнения

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Шереметьев А.В. Прогнозирование циклической долговечности и установление ресурсов основных деталей авиационных ГТД // Авиационно-космическая техника и технология. 2005 . № 8. С. 5.

2. Портер А.М., Букатый С.А., Водолагин А.Л. Исследование влияния длительности действия максимальных напряжений в цикле нагружения на малоцикловую усталость и длительную прочность вала ГТД из материала ЭИ961-Ш // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2009. № 3(19), часть 2. С. 55-63.

3. Портер А.М., Букатый С.А., Округин А.А. Исследование процессов накопления повреждений и разрушения валов и дисков ГТД из материалов ЭИ-961 в зависимости от длительности действия максимальных напряжений в цикле нагружения // Вестник Рыбинской государственной технологической академии имени П.А. Соловьева. 2008. № 2(14). С. 65-74.

4. Демьянушко И.В., Биргер И.А. Расчёт на прочность вращающихся дисков. М.: Машиностроение. 1978. 247 с.

5. Роней М. Усталость высокопрочных материалов. В кн.: Разрушение. Т. 3. М.: Мир, 1976. С. 471-527.

6. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение. 1976. 216 с.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/1998-6629-2014-0-5-4(47)-72-77

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© Вестник СГАУ, 2015

 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533