c. Нет никакого значения, экспериментального или теоретического, связанного с точкой пересечения оси X (R = 0).
Это последнее условие отличается от большинства предыдущих диаграмм или законов, которые пытаются прикрепить данные к пределу прочности по теоретическим причинам, или к пределу текучести в технических целях. Одна из главных причин для ухода от точки пересечения, такой как предел прочности – это то, что предел прочности зависит от скорости деформации, для которой проводится тест, и так как большинство металлов проявляют лишь отчасти скорость деформации, затвердевая [34]. Данные, изображенные на диаграмме
Николаса-Haigh, обычно приводятся для единственной частоты, которая производит различную скорость деформации для каждой различной амплитуды переменного напряжения. При увеличении значения среднего напряжения, так, чтобы R приближалась к 1, величина деформации приближалась к нулю, так как амплитуда переменного напряжения обычно является убывающей в этой области. Это эквивалентно наличию циклической кривой допустимого напряжения около предельного напряжения при безосновательно низкой скорости нагрузки. Таким образом, может быть предложено четвертое условие для полноценного определения диаграммы Николаса-Хая, а именно, что частота нагрузки для всех точек данных должна быть задана на диаграмме.
Нужно отметить, что данные для Хая или других диаграмм постоянной жизни для большого числа цикла, вообще выше 107 для применимости к МЦУ, получены при высоких частотах. Таким образом, величина деформации, связанные с такими тестами, не являются квазистатическими. Поэтому максимальные значения напряжения, полученные при проведении тестов на усталость при высоких значениях R и высокой частоте, могут часто быть выше квазистатического предела прочности материала. Это, с другой стороны, не обеспечит гладкой кривой на диаграмме Хая, если квазистатический предел прочности будет использоваться, чтобы привязать кривую к оси X.
Для дальнейшего рассмотрения рекомендуется, чтобы были включены все значения данных, особенно полученные при высоких значениях R (R→1). В этой области, много материалов имеют тенденцию к деформации, которая может привести скорее к расползанию, а не усталостному отказу (см. обсуждение в Главе 3 по тестированию при высоких коэффициентах напряжения так же как более раннее обсуждение по диаграммам Хая при повышенной температуре). Тем не менее, если частота определена, время до отказу может быть легко вычислено. Данные этого типа должны быть приложены со сноской в случае необходимости, но они - все еще действительные данные проекта, даже при том, что способ отказа не является простой усталостью.
В конечном счете, тесты на "усталость" при очень высоких значениях R становятся тестами переменных или статических нагрузок. На любое повышение напряжения, которое происходит, должно напрячь эффекты нормы, поэтому, влияет норма погрузки, которая используется в движении от ноля означать напряжение во время первой половины цикла в начале теста. Эта норма погрузки должна быть зарегистрирована, особенно если данные должны быть по сравнению с окончательной ценностью напряжения. Окончательное напряжение, следовательно, должно быть получено из теста по той же самой норме погрузки для последовательности. Пример диаграммы Николаса-Haigh представлен в иллюстрации 2.38 для Ti-6Al-4V сплава титана. Данные - представленные ранее в иллюстрации 2.36 и представлены измененным уравнением Джаспера и для максимума и для чередующий напряжение. Отметьте, что максимальное напряжение приближается и затем превышает напряжение урожая материала (930 MPa) за высокие ценности скупого напряжения. Это важно, чтобы отметить, что Haigh диаграмма, особенно когда расширено в отрицательный скупой режим напряжения, предоставляет полезную информацию о потенциальных выгодных эффектах остаточных усилий. (Остаточные усилия и их роль в усталостных пределах обсуждены подробно в Главе 8). Несмотря на факт, что градиенты напряжения играют важную роль в усталости, сравнивая допустимые переменные усилия, поскольку функция скупого напряжения может дать руководство на роли, которую остаточное напряжение может играть в изменении предела усталости.
Рисунок 2.38 Диаграмма Николаса-Хая для пластины Ti-6Al-4V с измененным уравнением Джаспера, подходящая для изображения переменного напряжения (сплошная линия) и максимальное напряжение (пунктирная линия).
Заметим снова, что сжимающие остаточные усилия не изменяют диапазон напряжения или знакопеременного напряжения, относящихся к материалу или структуре, но, скорее уменьшают среднее напряжение, диаграмма Хая обеспечивает данные по сокращению допустимого переменного напряжения как функция среднего напряжения. Используя уравнение Джаспера как меру допустимого переменного напряжения, если материал подвергнут вибрирующему напряжению при R = 0, с величиной знакопеременного напряжения, обозначенной _0, тогда среднее напряжение также равно_0. Добавление сжимающего остаточного напряжения равной величины _0 тогда приведет к нулевому среднему напряжению, которое, в свою очередь, увеличит допустимое переменное напряжение на величину √2, как видно из уравнения (2.21). Все же, если оригинальное напряженное состояние при R = − 1, и сжимающее остаточное напряжение добавлены, то измененная диаграмма Джаспера, представляющая материал пластины Ti-6Al-4V, рисунок 2.36, показывает, что преимущество сжимающего остаточного напряжения несколько ограничена. При движении от среднего нулевого напряжения к среднему напряжению −400MPa, например, рисунок 2.36 указывает на преимущественность в допустимом переменном напряжении только приблизительно 20%, так как переменное напряжение приблизительно 500 MPa только увеличивается приблизительно до 600 MPa. Этот тип информации может быть легко замечен при изображении максимального напряжения против среднего напряжения, рисунок 2.38, где максимальное напряжение, соответствующее пределу усталости, как замечается, уменьшается, поскольку среднее напряжение уменьшается в режиме отрицательного среднего напряжения. Таким образом, нужно установить, где среднее напряжение без остаточного напряжения, а где среднее напряжение будет после того, как сжимающим остаточным напряжением развиваются. Из этой информации может быть определено допустимое переменное напряжение для материала, и установлено влияние остаточного напряжения. Тема остаточных усилий и их эффекта на поведение усталости в соединении с другими соображениями, развивающимися из поверхностных обработок, затронута далее в Главе 8.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.