Экспериментальное исследование характеристик разрушения элементов конструкций из титанового сплава ВТ20 в условиях действия переменных нагрузок и повышенной температуры

• Автор: Забобин, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Рига
• Количество страниц: 205 c. : ил

I.ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИИ II

1.1.Поведение авиаконструкций при повышенной температуре II

1.1.1.Влияние температуры испытаний на сопротивление 12 усталости

1.1.2.Впияние ползучести та сопротивление усталости

1.2.Развитие усталостных трещин

1.2.1.Общие положения

1.2.2.Линейная механика разрушения

1.2.3.Скорость роста трещины

1.2.4.Развитие трещины при нерегулярном нагружении

1.3.Задачи исследования характеристик разрушения

конструкционных титановых сплавов

1.3.1.Краткая характеристика титановых сплавов
1.3.2.Усталость и механика разрушения титановых 30 сплавов
1.3.3.3адачи исследования
2.ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1.Методика проведения испытании
2.1.1.Обоснование программы испытаний
2.1.1.1.Коэффициент асимметрии нагрузки
2.1.1.2.Частота нагружения
2.1.1.3.Параметры температурно-силового нагружения 40 2.1.1.4.Объем испытаний
2.1.2.Характеристики материала
2.1.3.Конструкция образцов
2.1.3.1.Моделирование
2.1.3.2.Выполнение

2.1.4.План эксперимента
2.1.5.Методика проведения эксперимента и первичной 52 обработки данных
2.1.5.1.Испытания при регулярном нагружении
2.1.5.2.0бработка данных
2.1.5.3.Испытания нерегулярной нагрузкой
2.1.5.4.Обработка данных
2.2,Экспериментальная установка
2.2.1.Нагружающее устройство
2.2.2.Конструкция печи
2.2.3.Система автоматического регулирования и 68 контроля заданной температуры
2.2.4.Устройство для измерения длины трещины
3.АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1.Долговечность поперечных образцов
3.1.1.Зависимость долговечности образца от
температуры и напряжений
3.1.2.Статистический анализ
3.2.Кинетика разрушения образцов
3.2.1.Влияние повышенной температуры и напряжений 90 3.2.1.1.Зависимость скорости роста усталостной
трещины от температуры испытаний и напряжений
3.2.2.Впияние температуры испытаний на величину 97 критического коэффициента интенсивности напряжений
3.3.Влияние анизотропии
З.ЗД.Допговечность продольных образцов
3.3.1.1.Зависимость долговечности образца от
температуры и напряжений
3.3.1.2.Статистический анализ
3.3.2.Анизотропия разрушения образцов

3.3.2.1.Зависимость скорости роста усталостной
трещины в продольных образцах от температуры и напряжений
3.4.Влияние нерегулярности нагружения
3.5.Влияние вида трещины на характеристики разрушения
3.6.Результаты исследования
4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
КОНСТРУКЦИИ ПЛАНЕРА САМОЛЕТА
4.1.Статистические данные о нагружении планера самолета 137 в условиях эксплуатации
4.1.1.Условия эксплуатации планера самолета
4.1.2.Модепирование эксплуатационного нагружения
4.2.Расчет характеристик сопротивления усталости
4.3.Определение характеристик живучести элемента
конструкции
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВ0.ВД
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

траторы применялись в ряде экспериментальных исследований /23-26,81,82/, В условиях действия реальных нагрузок и температур повышение концентрации напряжений дозволяет форсировать испытание на стадии до появления макротрещины, не влияя на характеристики роста усталостной трещины /81/.
2.1.3,2.Выполнение
Конструктивное исполнение образца с накладками доказано на рис.2.2. Стальные накладки 3 через силовые шпильки 4 и специальные переходники 6 с запрессованными подшипниками 5 передают усилие от захватов испытательной машины на образец I.
Равномерное напряженное состояние в рабочей части образца обеспечивается отношением расстояния между силовыми шпильками к ширине образца, равным 3,85.
Необходимость точного определения длины трещины поставила задачу определения положения вершины трещины на поверхности образца. Лист материала в состоянии поставки имеет на поверхности значительную шероховатость, которая, особенно при малой длине трещины, затрудняет её обнаружение и измерение. Способы, связанные с полированием поверхности образца, оказались непригодны по той причине, что титан и его сплавы обладают низкой теплопроводностью; при полировании возможны местные повышения температуры выше температуры отжига, что может привести к изменению структуры металла в зоне концентратора и существенно повлиять на характеристики разрушения образца. Поэтому была разработана следующая технология специальной подготовки поверхности образца для измерения трещины.
Поверхность образца обезжиривается, затем на нее наносится тонкий слой специального лака по всей ширине образца, вверх и вниз от концентратора на расстояние 50 мм. При высыхании пак