Прогнозирование долговечности тел с надрезами по локальному напряженно-деформированному состоянию. Сообщение 1. Определение напряжений и деформаций в надрезе при циклическом упругопластическом деформировании

Abstract

Проведено экспериментальное исследование локальных деформаций в образцах с различными концентраторами напряжений при циклическом и монотонном нагружении. Деформации в надрезах измерялись с помощью малобазных тензометров. По результатам испытаний гладких образцов построены диаграммы циклического деформирования стали и двух алюминиевых сплавов. Выполнено сопоставление амплитуд полных деформаций, рассчитанных по известным приближенным методикам, с экспериментальными данными. Установлено, что наилучшее согласование обеспечивает формула Нейбера с поправочной функцией Махутова. Отмечены рекомендации по применению этой функции для расчета амплитуд локальных деформаций при нагрузках, соответствующих многоцикловой усталости и области перехода от малоцикловой к многоцикловой усталости.

Виконано дослідження залежності довговічності гладких і надрізаних зразків від різних параметрів напружено-деформованого стану у вістрі надрізу в області багатоциклової утоми до виникнення тріщини. Випробували зразки зі сталі 30ХГСА та сплавів Д16АТ і АМцМ із різними концентраторами напружень. Локальні деформації вимірювали малобазними тензометрами з використанням методу петлі гістерезиса. Показано, що довговічності співпадають за однакових значень амплітуд залишкових деформацій. Запропонована й співставлена з експериментальними даними залежність для розрахунку амплітуди залишкової деформації.

We carried out experimental study of local strains in specimens with various notches under cyclic monotonic loading conditions. Smallbase strain gauges were used to measure strains in the notch. Based on experimental results obtained for smooth specimens we constructed cyclic deformation curve for steel and two aluminum alloys. Total strain amplitudes calculated by well-known approximate techniques were compared with the experimental data. The best data fit is obtained in case of the Neuber formula with Makhutov’s correction function. We recommend to use this function for calculation of local strain amplitudes under loads corresponding to the low-cycle-to-high-cycle fatigue transition region and high-cycle fatigue region.