Експериментальне дослiдження ефекту ратчетингу за складного пропорцiйного навантаження

Abstract

Досліджується механічна поведінка вуглецевої стали 20 при асиметричному пропорційному навантаженні в умовах плоского напруженого стану, який реалізується у тонкостінному зразку за розтягу–стиску та знакозмінного кручення. Асиметричне циклічне навантаження зразків проводилось із контролем по напруженнях за трьома траєкторіями з частотою 0,1 Гц на базі до 1200 цикл. Отримано діаграми деформування зразків при циклічному навантаженні за розтягу–стиску, знакозмінного кручення та пропорційного навантаження. Побудовано криві еквівалентних за Мізесом деформацій ратчетингу. Показано, що найбільша швидкість ратчетингу реалізується при навантаженні розтягом–стиском.

Исследуется механическое поведение углеродистой стали 20 при асимметричном пропорциональном нагружении в условиях плоского напряженного состояния, которое реализуется в тонкостенном образце при растяжении–сжатии и знакопеременном кручении. Асимметричное циклическое нагружение образцов проводилось с контролем по напряжениям по трем траекториям с частотой 0,1 Гц на базе до 1200 цикл. Получены диаграммы деформирования образцов при циклической нагрузке в условиях растяжения–сжатия, знакопеременного кручения и пропорционального нагружения. Построены кривые эквивалентных по Мизесу деформаций ратчетинга. Показано, что наибольшая скорость ратчетинга реализуется при нагружении растяжением–сжатием.

The paper addresses the mechanical behavior of carbon steel 20 in asymmetric loading under the conditions of plane stress state that occurs in a thin-walled specimen in tension–compression and alternating torsion. The asymmetric cyclic loading of specimens was carried out in a stress-controlled mode along three paths with a frequency of 0.1 Hz with a base up to 1200 cycles. Cyclic stress–strain diagrams have been constructed for the specimens under tension–compression, alternating torsion, and proportional loading. The curves of von Mises equivalent ratcheting strains have been plotted. The highest ratcheting rate is shown to take place in the tension–compression loading case.