Obrabotka Metallov 2010 No. 3

¬®¬°¨ ª£°©©¬ ¦«²¬®ª´¦½ ®¬¦¥ ¬¢¯° £««¹§ ¬¹° была соблюдена технология подготовки к испытани- ям – не нанесена усталостная трещина. 2. Диаграммы “ P -∆ Т ” и “ P -∆ S ” для образцов обо- их типов практически идентичны. На этих диаграм- мах можно выделить две характерные зоны: пони- жение температуры (эффект Томсона) – зона 1 ; ста- билизация температуры разогрев материала за счет внутреннего трения компенсирует эффект Томсона) и ее последующий рост (за счет энергии пластиче- ского деформирования) – зона 2. 3. Характерные точки Р Q и Р С на всех диаграммах для каждой группы образцов коррелируют между собой. По силе P Q определялась величина коэффи- циента интенсивности напряжений K Q , который при выполнении ряда условий [1] принимался равным критическому КИН K 1c . Ордината практически го- ризонтального участка интенсивного роста темпера- туры зоны 2 соответствует точке P C – разрушающей нагрузке, по которой определяются характеристики трещиностойкости , K QT , δ С . Далее по диаграммам ” P - V ” для образцов с уста- лостной трещиной были определены характеристи- ки трещиностойкости P Q , P С , K Q , , K QT , δ С (табл. 1). Эти же характеристики, за исключением δ С , были рассчитаны по диаграммам “ P -∆ S ” для всех пятнад- Т а б л и ц а 1 Характеристики трещиностойкости для образцов 1-й группы, рассчитанные по диаграмме “ P - V ” Номер образца P Q , кН P С , кН K Q , МПа·м 0,5 K С * , МПа·м 0,5 K QT , МПа·м 0,5 δ С , мм 1 32 82 13,95 35,75 14,24 2,41 2 47 90 20,49 39,23 21,38 2,47 3 50 102 21,8 44,5 22,87 2,48 4 54,1 103 23,55 44,9 2,6 5 55 107 24 46,6 2,96 6 66 111,5 28,78 48,62 3,04 Т а б л и ц а 2 Характеристики трещиностойкости для образцов 1-й и 2-й групп, рассчитанные по диаграммам “P-∆S” Номер образца P Q , кН Р С , кН K Q , МПа·м 0,5 K С * , МПа·м 0,5 K QT , МПа·м 0,5 1 * 41 90 17,87 39,23 18,47 2 46 137,5 16,61 49,65 17,09 3 * 50 82 21,3 34,93 22,87 4 54 143,5 19,5 51,82 20,23 5 * 54 107 23,54 46,64 24,65 6 55 137 19,86 49,47 20,73 7* 57 103 24,85 44.9 8 60 138,5 21,67 50,02 22,8 9 60 143 21,67 51,65 22,8 10 61 140,5 22,03 50,74 23,24 11 * 65 102 28,34 44,47 12 65 142 23,48 51,29 13 * 66 111,5 28,78 48,62 14 69 132,5 24,92 47,85 15 70 140 25,28 50,56 * Образцы с усталостной трещиной (1-я группа) цати образцов (табл. 2). Все характеристики трещи- ностойкости рассчитывались через соответствующие силы по формулам, приведенным в [1]. Следует отметить, что энтропийная диаграмма “ P -∆ S ” имеет более характерный излом на границе 1-й и 2-й зон (ордината этой точки коррелирует с ве- личиной P Q на диаграмме ” P-V ”), поэтому для рас- чета характеристик трещиностойкости диаграмме “ P -∆ S ” следует отдать предпочтение по сравнению с диаграммой “ P -∆ Т ”. Для сравнения полученных результатов была про- ведена их статистическая обработка по стандартной методике [6]. С целью определения степени точности и надежности результатов экспериментов были рас- считаны: 90 % доверительные интервалы для гене- ральных средних значений a соответствующих вели- чин и доверительные интервалы для среднеквадрати- ческого отклонения у этих величин (табл. 3). Следует отметить еще следующее обстоятель- ство. Возникает вопрос: почему для такого пластич- ного материала, как сталь 20, не использовался энер- гетический показатель трещиностойкости, а именно J- интеграл. Дело в том, что для определения J 1c – критического значения J- интеграла очень важно точ- но установить начало движения трещины, а это при вязком и упруго-вязком разрушении, как отмечалось