Оценка и прогнозирование роста усталости трещины в алюминиевом сплаве и конструкционных сталях при нерегулярном нагружении

Цель: разработка моделей прогнозирования продолжительности роста усталостной трещины в алюминиевых и стальных материалах с учетом воздействия на процесс роста трещины разной величины асимметрии, последовательности нагружения, характера переменного нагружения и окружающей среды. Проведены испытания на трещиностойкость различных конструкционных материалов при регулярном и нерегулярном нагружениях, на их основе предложено уточнение известной формулы по определению меры нерегулярности нагружения. Предложено определять эффективный коэффициент интенсивности напряжений (КИН) как произведение общего размаха КИН, коэффициента закрытия и предложенной меры нерегулярности, что позволяет учесть влияние характера нагружения и закрытие трещины. Разработаны новые полуфеноменологические модели прогнозирования кинетики роста усталостных трещин: на среднем участке кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), а также на проведении поциклового расчета на всей длине роста трещины с учетом предложенного эффективного КИН. Также разработана новая модель расчета усталостной трещины на всех участках КДУР, опирающаяся на новую методику определения местных напряжений на удалении от вершины трещины, позволяющая учесть величину нагрузки, закрытие трещины и последовательность циклов нагружения и улучшающая таким образом точность прогнозов долговечности материалов с трещинами, что подтверждено сравнительным анализом экспериментальных и расчетных значений продолжительности роста трещин.