Наивысшая усталость цикла механики перспективных материалов, страница 4

Я хотел бы признать поддержку многих, которые способствовали появлению этой книги. Рецензенты Elsevier поддержали и помогли придать этой книге  презентабельную форму. Наибольшую признательность выражаю авторам различных приложений, которые дополняют содержание книги. Эти приложения были не просто взяты из существующих документов. Скорее они были соединены отдельными авторами, чтобы обеспечить понимание определенных предметов, которые не могли быть легко включены непосредственно как часть текста. Этим авторам – Otha Давенпорт, Джорджу Сендекиджу, Майору Рэндаллу Поллэку, Алану Каллмейеру, Bence Bartha, Narayan Sundaram, Томасу Фаррису, Джеффри Калькатерре, и Джозефу Зуикеру – выражаю мои самые искренние благодарности. Я также хотел бы благодарить следующих людей, которые прочитали различные разделы книги и выразили предложения, которые привели к усовершенствованиям текста в определенных указанных областях: профессор Скип Грандт Университета Пердью (Главы 1-3), г-н Стив Томпсон Научно-исследовательской лаборатории Воздушных сил (ППП), доктор Микеле Чаварелла, CNRITC, Бари, Италия (фреттинг и метки), профессор Том Фаррис Университета Пердью (фреттинг), г-н Рик Уэйд прежде в Управлении передовой Научно-исследовательской лаборатории Воздушных сил (ППП), г-н Патрике Коноре Новозеландской Оборонной Технологической Службы (ППП), доктор Пэт

Голден из Научно-исследовательской лаборатории Воздушных сил (износ), г-н Чарльз Аннис Статистической Разработки, Mr Jerry Griffiths of General Electric Corp., и г-н Аль Беренса университета Дэйтонского Научно-исследовательского института (ускоренные испытательные методы и статистика). Поддержка ВВС США в моих положениях в Лаборатории Материалов Воздушных сил и, позже, в Военно-Воздушном Технологическом институте (ВВТИ) с благодарностью признана. Это последнее назначение было следствием моей занятости в университете Дэйтонского Научно-исследовательского института в соответствии с американской правительственной программой IPA, которая позволила мне написание основную части этой книги во время нахождения в ВВТИ. Наконец, я хотел бы благодарить г-на Теда Фека, Директора по Разработке, Передовая Промышленной группы, Райта Паттерсона AFB, и его предшественника, г-на Ота Дэвенпорт за их поддержку при создании и руководстве программы Воздушных Сил ВУЦ, и за многие возможности, которые они дали мне, чтобы участвовать в проблеме ВУЦ Воздушных сил, и узнать о реальном мире ВУЦ в турбинных двигателях.

Часть один

 Введение и общая ситуация

В первых трех главах мы представляем сложившуюся историческую ситуацию в изучении многоцикловой усталости (МЦУ), чтобы ввести читателя в некоторые из понятий и подходов, которые были развиты более чем столетие назад. Основная причина представления этого материала состоит в том, чтобы проиллюстрировать множество понятий, которые послужили фундаментом для того, что теперь составляет основу современных методов, которые не изменились, или очень похожи, которые были введены, когда МЦУ получила первое развитие. Кроме того, важно признать ограничения и необходимость применения по прямому назначению некоторых из этих технологий как указано оригинальными разработчиками.  Без современных экспериментальных методов и аппаратуры, такой, как сегодняшние мощные вычислительные машины, МЦУ не увидела бы заметных огромных продвижений за многие годы.

В Главе 1 читатель знакомится с историей развития МЦУ также как и с некоторыми наиболее современными направлениями, основанными на опыте ВВС США, которые ускорили основную программу МЦУ по повышению дефектоустойчивости авиадвигателей при МЦУ. В Главе 2 приведены методы представления данные тестов МЦУ, снова с сильной исторической перспективой. В главе 3 рассмотрены методы получения данных МЦУ. Здесь представлены как традиционные методы, так и некоторые недавние разработки.

Глава 1

Введение

1.1. ИСТОРИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА

            Усталость не всегда была объектом изучений и размышлений в таких дисциплинах, как механика твердых тел или сопротивление материалов. Фактически, одним из самых ранних исследователей, который обратился к данной теме, был Wöhler [1], открывший в 1870 году общий закон, который может быть сформулирован следующим образом:

разрыв может быть вызван не только устойчивой нагрузкой, которая превышает силу разрыва, но также и повторным приложением усилий, ни одно из которых не равно этой силе разрыва. Различия этих усилий определяют  величину нарушения целостности, поскольку с их увеличением минимальное напряжение, которое все еще необходимо для разрыва, уменьшается.        

Wöhler провел много экспериментов, которые, в конечном счете, использовались в качестве основных для большинства моделирований усталости, проводимых в конце 1800-ых годов и после. При исследовании вкладов Огаста Вехлера нельзя путать его с Фридрихом Велером, выдающимся и хорошо изданным немецким химиком, ни с Карэн Вехлер, которая широко описала предотвращении боли и усталости у людей: оба из них были активны в том же самом периоде времени, что и Огаст Вехлер.

Это - статьи с определенной частью общей проблемы усталости, а именно, многоцикловой усталостью (МЦУ). Любая книга по МЦУ должна начинаться с краткого введения в историю усталости. Усталость не является объектом изучений, который существовал много сотен лет. Фактически, она возникла в 1800-ых годах из-за многочисленных несчастных случаев, связанных с осями железной дороги и мостами железной дороги, каждый из которых были подвергнуты повторной загрузке. Хотя терминология “многоцикловая усталость” (МЦУ) не использовалась в связи с этими несчастными случаями и последующими исследованиями, многоцикловая усталость связана с некоторыми из этих инцидентов, определяя их к категории многоцикловых. Большинство ранних работ об усталости (см., например, работы Wöhler, процитированного в Приложении A) касались тестов по отказу и попытке установить предел усталости, термин, связанный теперь с МЦУ. Британская работа (в отчете комиссии, обсужденном в Приложении A) имела дело со сравнительными тестами рельсов на недолговечность, каждая рельса проектировалась исходя их тестов на жизнеспособность. Железнодорожная промышленность приняла определение срока службы и использовала его для того, чтобы намечать замену или ремонт осей и колес. Это было современным понятием, используемым довольно рано железнодорожниками.