Малоцикловая усталость алюминиевых сплавов и развитие инициированных поверхностным дефектом трещин при низких температурах

• Автор: Каплинский, Антон Людвигович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 173 c. : ил

Глава I. ЦИКЛИЧЕСКАЯ ПОЛЗУЧЕСТЬ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ СПЛАВОВ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
1.1. Закономерности деформирования и разрушения конструкционных сплавов при малоцикловом нагружении в условиях циклической ползучести.4°
1.2. Оценка влияния низких температур на прочность, ползучесть и пластичность сплавов криогенной
техники и их сварных соединений
1.3. Критерии трещиностойкости при циклическом нагружении
1.4. Развитие трещин усталости с поверхностных дефектов
1.5. Расчет параметров усталостных трещин, инициированных поверхностным дефектом
1.6. Трещиностойкость материалов при низких температурах
1.7. Основные выводы и постановка задач
Глава II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ ЛИСТОВЫХ ОБРАЗЦОВ (ГЛАДКИХ,00 СВАРНЫМ ШВОМ И С ТРЕЩИНАМИ, ИНИЦИИРОВАННЫМИ ПОВЕРХНОСТНЫМ ДЕФЕКТОМ)
2.1. Установка УЭНТ-50 для исследования малоцикловой усталости и трещиностойкости сплавов при комнатной (253К) и азотной (77К) температурах
2.2. Выбор конструкции образцов и методика тарировок при малоцикловом нагружении
2.3. Проведение испытаний на малоцикловую усталость при температурах 2S3K и 77К
2.4. Методика проведения испытаний на трещиностой-кость образцов с поверхностным дефектом при малоцикловом нагружении
Глава III. МАЛОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ СПЛАВОВ КРИОГЕННОЙ ТЕХНИКИ
И ИХ СВАРНЫл СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Влияние низких температур на малоцикловую усталость алюминиевых сплавов АМгб и АМцС
3.2. Деформирование и разрушение сварных соединений сплавов АМгб и АМцС в условиях низких температур при статическом и циклическом нагружении
ГЛАВА ТУ. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ СПЛАВОВ КРИОГЕННОЙ ТЕХНИКИ ПРИ
МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
4.1. Закономерности развития инициированных поверхностным дефектом усталостных трещин в сплаве АМгб
4.2. Исследование микрорельефов излома сплава АМгб
4.3. Модифицированное уравнение Пэриса
4.4. Трещиностойкость сплава АМцС у условиях малоциклового нагружения при температурах 293К и

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Широкое использование в народном хозяйстве техники низких температур и промышленное освоение области температур, близких к
абсолютному нулю, в качестве первоочередной выдвигает задачу снижения материалоемкости и повышения надежности объектов криогенной техники за счет применения специальных сплавов, характеризующихся высоким сопротивлением хрупкому разрушению. Перспективными в этом отношении являются сплавы на основе алюминия, которые помимо высокой удельной прочности характеризуются значительной хладостой -костью, коррозионной стойкостью в агре°сивных средах и достаточно высокой пластичностью. Эти сплавы отличаются также хорошей технологичностью, легко поддаются механической обработке. Эти свойства обеспечили алюминиевым сплавам широкое применение для изготовле -кия корпусных и емкостных конструкций различных объектов криогенной техники. Определение несущей способности криогенных конструкций невозможно выполнить без учета влияния эксплуатационно-технологических факторов на прочность применяемого материала и долго -вечность конструкции в. целом. К таким факторам следует отнести повторно-переменное нагружение (например, реализуемое при запол -нении ее криогенным продуктом), сварные швы, концентраторы напря -жений, а также дефекты в материале типа поверхностных трещин,Изучение влияния последнего фактора на сопротивление материала разрушению особенно актуально в связи с тем, что, как показывает опыт эксплуатации, полная долговечность конструкции определяется не только продолжительностью стадии образования трещин, но и продолжительностью стадии их роста, которая при определенных условиях является определяющей в формировании долговечности конст -рукций. При этом следует учитывать, что в зонах концентраторов напряжений и трещин при номинальных напряжениях, не превышающих предел текучести, как правило, имеет место циклическое упругопластическое деформирование материала,и разрушение происходит

оборудования.
2. Двойственность характера разрушения конструкционных сплавов при малоцикловом нагружении является одной из основных причин, затрудняющих разработку единых подходов в оценке предельного состояния конструктивных элементов. Существующие критерии прочности при малоцикловом нагружении не всегда приводят к удовлетворительной оценке долговечности.
3. Один из путей повышения точности определения расчетных характеристик конструкционных материалов,, связан с получением экспериментальных данных на образцах натурной толщины со сварным соединением при условиях воспроизведения режимов испытания, максимально имитирующих условия эксплуатации реальных криогенных конструкций.
4. С практической точки зрения давно определена важность экспериментального изучения процесса развития усталостных трещин
из поверхностных дефектов. Однако в связи с методическими и расчетными трудностями подобные исследования не получили достаточно большого распространения.
Учитывая вышеизложенное, в настоящей работе были поставлены следующие задачи:
- разработать методику проведения испытаний на малоцикловую усталость образцов натурной толщины при температурах 233 К и 77 К;
- экспериментально изучить на основе разработанной методики закономерности циклической ползучести алюминиевых сплавов криогенной техники АМгб и АМиС при пульсирующем нагружении;
- исследовать циклическую прочность сварных соединений данных сплавов;
- разработать методику проведения испытаний образцов натурной толщины с имитирующим поверхностную трещину дефектом в условиях малоциклового нагружения при температурах 293 К и 77К;