Определение долговечности по числу циклов при малоцикловой усталости

Исследования распространения усталостных трещин как самостоятельной стадии начато в конце 1960-х гг. В настоящее время утвердилось мнение, что безопасность будет обеспечена при принятии мер по предотвращению распространения трещин, а не их зарождению. Такой подход к оценке долговечности важен расчёте ресурса изделий.

Для оценки скорости роста усталостных трещин использовались эмпирические формулы, в которые не входили параметры механики разрушения. Однако только введение в число параметров коэффициента интенсивности напряжений позволило судить об общих закономерностях роста трещины при циклическом нагружении. Все предложенные зависимости практически следуют из формулы П. Париса, которая основана на том, что все явления в кончике трещины, а также и скорость

dl /dN её распространения зависят от коэффициента интенсивности напряжений.

Здесь А и n — эмпирические коэффициенты,                                   перепад (размах) коэффициента интенсивности напряжений за один цикл нагружения, N — число циклов.

Многочисленные экспериментальные исследования хорошо подтверждают эту формулу, причем показатель степени n для разных

материалов располагается в интервале от 2 до 7 (чаще всего n = 4). Чем

больше показатель степени n, тем более хрупкое состояние материала

наблюдается при испытании.

Более удобна следующая модификация записи формулы Париса

Формула Париса описывает средний (линейный) участок полной диаграммы усталостного разрушения, которая в большинстве случаев имеет S-образный вид. Наблюдающиеся отклонения диаграммы от этой формы обычно связаны с непростыми условиями нагружения (активные среды). Для описания полной диаграммы усталостного разрушения предложена зависимость

где С0, q – эмпирические величины,

Kth – пороговый коэффициент интенсивности напряжений,

Kfc – вязкость разрушения при полном

разрушении.