LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування динамічної повзучості алюмінієвого сплаву

сплаву. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 - Механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, 2000.

Дисертація присвячена виявленню закономірностей впливу параметрів низькоамплітудного циклічного навантаження, поєднаного із значним рівнем статичних напружень, на повзучість сплаву АМг6. Встановлено, що деформація повзучості для гладких зразків і тіл з тріщинами при комбінованому навантажуванні у випадку сталого і зростаючого середнього напруження циклу істотно більша порівняно з квазістатичним розтягом і статичним навантажуванням. Виявлено основні закономірності стрибкоподібної та стабільної повзучості сплаву АМг6 в умовах комбінованого навантажування. Запропоновано методики оцінки впливу рівня напружень на динамічну повзучість алюмінієвого сплаву та розрахунку діаграм деформування гладких зразків при квазістатичному навантажуванні з накладенням циклічної складової. Розроблено методику прогнозування короткотривалої повзучості зразка з тріщиною при комбінованому навантажуванні. Виявлено взаємозв'язок між інтенсифікацією процесів повзучості за комбінованого навантажування та мікромеханізмами деформування і руйнування сплаву АМг6.

Ключові слова: алюмінієвий сплав, динамічна повзучість, тріщина, розкриття вершини тріщини, мікромеханізми деформування.


Галущак М.П. Прогнозирование динамической ползучести алюминиевого сплава. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела. – Тернопольский государственный технический университет имени Ивана Пулюя, г. Тернополь, 2000.

Диссертация посвящена выявлению закономерностей влияния параметров низкоамплитудной циклической нагрузки, совмещенной со значительным уровнем статических напряжений, на ползучесть сплава АМг6 и разработке методов прогнозирования кратковременной динамической ползучести.

Разработаны методики автоматизированного исследования влияния комбинированной нагрузки на диаграммы деформирования и кратковременную ползучесть при одноосном растяжении гладких образцов и образцов с боковой трещиной при разных частотах и амплитудах циклической составляющей.

Установлено, что во всех исследованных случаях дополнительная циклическая нагрузка инициирует процессы ползучести в алюминиевом сплаве АМг6.

Для гладких образцов зависимо от частоты и амплитуды циклической составляющей деформирование сплава происходит стабильно или скачкообразно.

Для условий стабильной динамической ползучести увеличение деформации ползучести по сравнению со статическим нагружением инвариантно относительно времени и зависит от уровня максимальных напряжений и ассиметрии цикла. Исходя из этого предложена методика прогнозирования динамической ползучести сплава АМг6, за основу которой взята теория упрочнения. Представлено экспериментальное подтверждение полученного уравнения для значительного диапазона максимальных напряжений.

При скачкообразной ползучести мгновенные приращения деформации, обнаруженные на стадии с установившейся скоростью, не зависят от времени и параметров циклической составляющей, а их величина согласовывается с произведением амплитуды напряжений и количества циклов до момента скачка, которое в определенной мере характеризует энергию, рассеянную в материале.

Наложение дополнительной циклической составляющей на квазистатическое нагружение приводит к существенному увеличению общей деформации гладких образцов при одинаковом уровне максимальных напряжений, что тоже связано с интенсификацией процессов ползучести. Разработана методика расчета диаграммы деформирования гладких образцов при комбинированном нагружении, которая основывается на определении мгновенной диаграммы растяжения и учете результатов испытаний на статическую и динамическую ползучесть.

Установлено, что основной причиной увеличения деформации при комбинированной нагрузке сплава АМг6 является более интенсивное измельчение зерен материала. Предложен механизм, согласно которого измельчение зерен и возрастание их числа приводит к увеличению центров зарождения пор в материале. Влияние циклической составляющей проявляется в увеличении плотности и размеров пор по сравнении с ползучестью и кратковременным растяжением при статическом нагружении.

Комбинированное нагружение при растяжении сплава АМг6 приводит к определенным изменениям в механизмах разрушения, в частности стабилизирует процесс зарождения и развития макротрещины отрыва, на изломах формирует ленточный рельеф и тонкие протяжные макротрещины, которые не проявляются при разрушении в результате квазистатического и статического нагружения.

Установлено, что комбинированное нагружение тел с трещинами в случае постоянного и возрастающего среднего напряжения цикла с амплитудой циклической составляющей, соизмеримой с пороговым размахом коэффициента интенсивности напряжений, приводит к существенному увеличению деформации ползучести в вершине трещины при условии отсутствия ее подрастания.

Обнаруженные закономерности деформирования при растяжении тел с трещинами с наложением дополнительной циклической составляющей дали возможность предложить пути повышения эффективности метода одноразовой перегрузки на этапе роста усталостной трещины за счет уменьшения максимального уровня нагрузки.

На основании установленных подходов к прогнозированию деформации ползучести гладких образцов предложена методика расчета краткосрочной ползучести тел с трещинами при статическом и комбинированном нагружении, основанная на моделировании тела с трещиной гладким образцом и анализе напряженно-деформированного состояния в вершине трещины.

Ключевые слова: алюминиевый сплав, динамическая ползучесть, трещина, раскрытие вершины трещины, микромеханизмы деформирования.


Galushchak M.P. Prediction of the aluminium alloy dynamic creep. -Manuscript.

Dissertation for the candidate degree in engineering in speciality 01.02.04 "Fracture Mechanics". – Ternopil Ivan Pul'uj State Technical University, Ternopil, 2000.

Dissertation deals with the detection of the peculiarities of low-amplitude cyclic loading parametres influence, connected with the great stress ratio, on the Al-6%Mg alloy creep. It was found that creep strain for the smooth specimens and cracked bodies under mixed loading in the case of stable and increasing middle cycle stress is much greater as compared with the quasi-static and static loading. The main peculiarities of the unstable and stable creep of Al-6%Mg alloy under mixed loading was found. The method of estimation of the stress influence on the dynamic creep of the aluminium alloy as well as calculation of the smooth specimens deformation diagrames under quasi-static loading when cyclic component is layed on was suggested. The method of prediction of the short-term cracked specimen creep under mixed loading was developed. The interrelation between intensification of the creep processes under mixed loading as well as deformation micromechanisms and Al-6%Mg alloy fracture was found.

Key words: aluminium alloy, dynamic creep, crack, crack tip opening displacement, deformation micromechanisms.