Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 3-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 5. N 3-4. 2018 Technological Equipment, Machining Attachments and Instruments ____________________________________________________________________ 96 Теория Для расчета несущей способности современных конструкций и деталей машин, подвергающиеся в процессе эксплуатации сложному комплексу циклически изменяющихся нагрузок, необходимо знать поля напряжений и деформаций в зонах максимальной напряженности, а также поведение материала при упругопластическом циклическом деформировании. [9] На основании этого используются условия возникновения предельных состояний - нарушение прочности, появление недопустимых перемещении и т.д. Наиболее интенсивно разрабатываемым направлением при создании критериев малоцикловой прочности при нагружении является концепция эквивалентных параметров. Согласно этой концепции, выбирая соответствующий эквивалентный параметр, сложное напряженное состояние приводит к эквивалентному линейному напряженному состоянию. [9] Для оценки предельного состояния материалов в теории малоцикловой усталости применяются критерии четырех групп: деформационные, силовые, энергетические и критерии, основанные на учете поврежденности материала. Наиболее широкое распространение в расчетной практике получили деформационные и энергетические критерии. [10] На практике широко попользуются эквивалентные параметры, являющиеся прямым приложением критериев пластического течения. Ярким развитием данного подхода явились работы М. Брауна и К. Миллера, которые предложили при описании малоцикловой усталости использовать два параметра: максимальную сдвиговую деформацию и нормальную деформацию в плоскости максимального сдвига. В настоящее время существует значительное число модификаций данного подхода. Обобщающей работой в этом направлении, по-видимому, является работа А. Макинда и К. Нила в которой предложена методика построения функции разрушения и описание на ее базе кривых равной долговечности. Авторы показали, что все ранее предложенные в рамках эквивалентного подхода критерии являются частными случаями ими функции разрушения.[9] Деформационные критерии базируются на том, что при жестком режиме нагружения участок квазистатического разрушения на кривых малоцикловой усталости отсутствует, поэтому предельное состояние материала может оцениваться амплитудными (размаховыми) значениями полной деформации, ее упругой или пластической составляющими. Однако если для одноосного или пропорционального деформирования данные критерии достаточно эффективны и просты, то при многоосном малоцикловом нагружении они не всегда дают приемлемые результаты. В соответствии с энергетическими критериями, предельное состояние в материале наступает в том случае, когда суммарная энергия, связанная с его упрочнением, достигает критического значения. В связи с этим энергетический подход к оценке усталостного повреждения и разрушения металлов является более общим, поскольку использует в качестве меры повреждения материала удельную рассеянную энергию или удельную работу пластической деформации за цикл нагружения. Последнее обстоятельство немаловажно при рассмотрении двухосной или многоосной усталости, когда циклическим траекториям с одним и тем же размахом деформаций, но с разной формой цикла соответствуют различные уровни долговечности. Практическое использование энергетических критериев применительно к непропорциональному деформированию, обусловливает особые требования к выбору той или иной теории пластичности для более точного прогнозирования петель упругопластического гистерезиса, а также сопряжено с некоторыми трудностями при расчете удельной работы пластической деформации. Попытки преодоления недостатков деформационного и энергетических подходов привели к разработке модифицированных деформационных критериев, позволяющих