ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. Сварка, родственные процессы и технологии
DOI.org/10.5281/zenodo.399003
УДК 621.791
К.А. Молоков, Н.П. Васильченко
МОЛОКОВ КОНСТАНТИН АЛЕКСАНДРОВИЧ – к.т.н., доцент кафедры сварочного производства Инженерной школы, e-mail: spektrum011277@gmail.com
ВАСИЛЬЧЕНКО НАТАЛЬЯ ПЕТРОВНА – доцент кафедры механики и математического моделирования Инженерной школы, e-mail: sopromama@mail.ru
Дальневосточный федеральный университет
Суханова ул., 8, Владивосток, 690950
Расчетная оценка ресурса в условиях
малоциклового нагружения феррито-перлитных сталей
Аннотация: Предложенные авторские методика и модель позволяют определить количество циклов, выдерживаемых материалом при малоцикловой нагрузке, и расчетным путем получить кривые усталости при малоцикловом нагружении для различных феррито-перлитных сталей. Методика создана на базе существующих критериев разрушения и применима при квазихрупком, квазистатическом разрушении сталей. В рамках предложенной методики разработан расчетный метод оценки малоцикловой усталости, основанный на полуэмпирической структурно-механической модели определения предела выносливости феррито-перлитных сталей.
Предложенная авторами математическая модель позволяет построить диаграммы Веллера в малоцикловой области разрушения феррито-перлитных сталей. Результаты численного эксперимента подтверждают, что часть поврежденности материала может быть выражена постоянной составляющей при напряжениях, превышающих предел текучести или предел выносливости материала. Показано, что поврежденность увеличивается с возрастанием величины предварительной пластической деформации и отражается на снижении количества циклов до разрушения при малоцикловой усталости. При высоких деформациях материала, значительно превышающих деформации текучести, поврежденность резко и непропорционально возрастает при условии, что материал испытывает циклическое нагружение. На базе учета поврежденности от пластического предварительного деформирования предложено определять уменьшение количества циклов при нагрузках за пределами текучести.
Ключевые слова: малоцикловая усталость, феррито-перлитная сталь, мягкое нагружение, предел выносливости, поврежденность, диаграмма Гудмана, кривая усталости.
Molokov K., Vasilchenko N.
KONSTANTIN MOLOKOV, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Department of Welding Engineering, School of Engineering, e-mail: spektrum011277@gmail.com
NATALYA VASILCHENKO, Associate Professor, Department of Mechanics and Mathematical Modeling, School of Engineering, e-mail: sopromama@mail.ru
Far Eastern Federal University
8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950
Calculated lifetime estimation
under the low-cycle loading of ferrite-perlite steels
Abstract: The article presents the author’s individual technique and model enabling one to determine the number of cycles, which the material withstands under low-cycle load and make it possible to obtain fatigue curves under low-cycle loading for various ferrite-pearlite steels. The procedure has been developed on the base of existing facture criteria and it is applicable for quasi-brittle, quasi-static fracture of steels. Calculation method of evaluating a low-cycle fatigue has been developed based on the semiempiracal structural-mechanical model of determining the endurance limit for ferrite-pearlite steels.
The mathematic model offered by the authors enables one to apply Wöhler curves to the low-cycle failure area of ferrite-pearlite steels. The results of the numerical experiment attest to the fact that the failure of the material may be partly expressed by steady component under loads exceeding the limits of fluidity or fatigue resistance of the material. It has been demonstrated that the damage increases as the plastic prestrain ratio increases and results in the decline in the number of cycles down to failure under low-cycle fatigue. Under high deformations of materials considerably far exceeding the flowing deformation, the damage increases sharply and disproportionately provided that the material undergoes cyclic loading. Basing on the consideration of the damage caused by the plastic prestrain deformation it has been suggested that there be specified a reduction of the number of cycles under the loads beyond the flowing.
Key words: low-cycle fatigue, ferrite-pearlite steel, soft loading, endurance limit stress, damage, Goodman diagram, fatigue curve.
