Кривые повреждаемости

Кривые повреждаемости

Циклическая прочность зависит от перегрузок, которым деталь подвергается перед нагружением. По Френчу влияние перегрузок характеризуют построением кривых повреждаемости. Метод заключается в предварительном нагружении образцов напряжениями, превосходящими предел выносливости, при различном числе циклов и в последующем испытании этих образцов при напряжениях на уровне предела выносливости.

Пусть образцы испытывают напряжение, равное 1,5σ–1 при 104; 5·104; 105 и т. д. циклов. Во время последующего испытания на усталость часть образцов, подвергнутых перенапряжению длительностью, допустим, свыше 105 циклов, разрушается; образцы, подвергнутые перенапряжению при меньшем числе циклов, остаются целыми.

Это значит, что при числе циклов более 105 в металле возникают необратимые повреждения, делающие деталь неработоспособной при циклическом нагружении даже при напряжениях, находящихся на уровне предела выносливости. Напротив, длительность нагружения меньше 105 циклов является безопасной. Точку, соответствующую напряжению, равному 1,5σ–1 и длительности 105 циклов, наносят на диаграмму усталости (рис. 166, а).

Кривые повреждаемости

Кривая Френча 1 представляет собой множество таких точек и характеризует нагружаемость предварительно перенапряженных образцов. Чем ближе кривая 1 к кривой Велера 2, тем выше способность материала сопротивляться действию перегрузок. Для некоторых прочных материалов при оптимальной термообработке кривые Френча практически совпадают с наклонными участками кривых Велера. У пластичных материалов (например, отожженных углеродистых сталей) кривые Френча являются продолжением горизонтального участка кривой Велера (штриховая линия). Это значит, что такие материалы совершенно не выносят перегрузок, детали из этих материалов следует рассчитывать по пределу выносливости даже в малоцикловой области.

Практическая нагружаем ость перенапряженных образцов определяется, как всегда, порогом трещинообразования (кривая 3, рис. 166, б).