Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування
Проаналізовано результати випробувань на втому зразків конструкційних матеріалів на базі до 10¹⁰ цикл навантажування. Запропоновано методику побудови кривих утоми на великих базах навантажування з урахуванням частоти циклів та температури розігріву зразків під час випробування. Порівняння результаті...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173166 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування / Г.Г. Писаренко, Л.С. Матохнюк, О.В. Войналович, Д.Г. Кофто // Проблемы прочности. — 2014. — № 5. — С. 48-53. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-173166 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Писаренко, Г.Г. Матохнюк, Л.С. Войналович, О.В. Кофто Д.Г. 2020-11-25T12:51:36Z 2020-11-25T12:51:36Z 2014 Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування / Г.Г. Писаренко, Л.С. Матохнюк, О.В. Войналович, Д.Г. Кофто // Проблемы прочности. — 2014. — № 5. — С. 48-53. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173166 621.921 Проаналізовано результати випробувань на втому зразків конструкційних матеріалів на базі до 10¹⁰ цикл навантажування. Запропоновано методику побудови кривих утоми на великих базах навантажування з урахуванням частоти циклів та температури розігріву зразків під час випробування. Порівняння результатів прогнозування з даними випробувань на втому показало достовірність методики. Проанализированы результаты испытаний на усталость образцов конструкционных материалов на базе до 10¹⁰ цикл нагружения. Предложена методика построения кривых усталости на больших базах нагружения с учетом частоты циклов и температуры розогрева образцов при испытании. Сравнение результатов прогнозирования с данными испытаний на усталость свидетельствует о достоверности методики. Доклад на Международной научно-технической конференции “Усталость и термоусталость материалов и элементов конструкций” (Киев, 2013) uk Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування |
| spellingShingle |
Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування Писаренко, Г.Г. Матохнюк, Л.С. Войналович, О.В. Кофто Д.Г. Научно-технический раздел |
| title_short |
Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування |
| title_full |
Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування |
| title_fullStr |
Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування |
| title_full_unstemmed |
Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування |
| title_sort |
прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування |
| author |
Писаренко, Г.Г. Матохнюк, Л.С. Войналович, О.В. Кофто Д.Г. |
| author_facet |
Писаренко, Г.Г. Матохнюк, Л.С. Войналович, О.В. Кофто Д.Г. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2014 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Проблемы прочности |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| format |
Article |
| description |
Проаналізовано результати випробувань на втому зразків конструкційних матеріалів на базі до 10¹⁰ цикл навантажування. Запропоновано методику побудови кривих утоми на великих базах навантажування з урахуванням частоти циклів та температури розігріву зразків під час випробування. Порівняння результатів прогнозування з даними випробувань на втому показало достовірність методики.
Проанализированы результаты испытаний на усталость образцов конструкционных материалов на базе до 10¹⁰ цикл нагружения. Предложена методика построения кривых усталости на больших базах нагружения с учетом частоты циклов и температуры розогрева образцов при испытании. Сравнение результатов прогнозирования с данными испытаний на усталость свидетельствует о достоверности методики.
|
| issn |
0556-171X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173166 |
| citation_txt |
Прогнозування характеристик опору утомi конструкцiйних матерiалiв на великих базах навантажування / Г.Г. Писаренко, Л.С. Матохнюк, О.В. Войналович, Д.Г. Кофто // Проблемы прочности. — 2014. — № 5. — С. 48-53. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT pisarenkogg prognozuvannâharakteristikoporuutomikonstrukciinihmaterialivnavelikihbazahnavantažuvannâ AT matohnûkls prognozuvannâharakteristikoporuutomikonstrukciinihmaterialivnavelikihbazahnavantažuvannâ AT voinalovičov prognozuvannâharakteristikoporuutomikonstrukciinihmaterialivnavelikihbazahnavantažuvannâ AT koftodg prognozuvannâharakteristikoporuutomikonstrukciinihmaterialivnavelikihbazahnavantažuvannâ |
| first_indexed |
2025-11-26T06:53:03Z |
| last_indexed |
2025-11-26T06:53:03Z |
| _version_ |
1850616051220348928 |
| fulltext |
ÓÄÊ 621.921
Ïðîãíîçóâàííÿ õàðàêòåðèñòèê îïîðó óòîì³ êîíñòðóêö³éíèõ ìàòåð³àë³â
íà âåëèêèõ áàçàõ íàâàíòàæóâàííÿ*
Ã. Ã. Ïèñàðåíêî
à
, Ë. ª. Ìàòîõíþê
à
, Î. Â. Âîéíàëîâè÷
á
, Ä. Ã. Êîôòî
á
à ²íñòèòóò ïðîáëåì ì³öíîñò³ ³ì. Ã. Ñ. Ïèñàðåíêà ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â, Óêðà¿íà
á Íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò á³îðåñóðñ³â ³ ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ Óêðà¿íè, Êè¿â, Óêðà¿íà
Ïðîàíàë³çîâàíî ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà âòîìó çðàçê³â êîíñòðóêö³éíèõ ìàòåð³àë³â íà áàç³
äî 1010 öèêë íàâàíòàæóâàííÿ. Çàïðîïîíîâàíî ìåòîäèêó ïîáóäîâè êðèâèõ óòîìè íà âåëèêèõ
áàçàõ íàâàíòàæóâàííÿ ç óðàõóâàííÿì ÷àñòîòè öèêë³â òà òåìïåðàòóðè ðîç³ãð³âó çðàçê³â ï³ä
÷àñ âèïðîáóâàííÿ. Ïîð³âíÿííÿ ðåçóëüòàò³â ïðîãíîçóâàííÿ ç äàíèìè âèïðîáóâàíü íà âòîìó
ïîêàçàëî äîñòîâ³ðí³ñòü ìåòîäèêè.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: îï³ð óòîì³, ÷àñòîòà íàâàíòàæóâàííÿ, ïðîãíîçóâàííÿ, òåìïåðàòóðà
ðîç³ãð³âó.
Âñòóï. Íà ñüîãîäí³ çàäà÷à îòðèìàííÿ äîñòîâ³ðíèõ äàíèõ ùîäî îïîðó óòîì³
êîíñòðóêö³éíèõ ìàòåð³àë³â íà âåëèêèõ áàçàõ ïåð³îäè÷íîãî íàâàíòàæóâàííÿ çàëèøà-
ºòüñÿ àêòóàëüíîþ äëÿ áàãàòüîõ ãàëóçåé åêîíîì³êè Óêðà¿íè: àòîìíî¿ åíåðãåòèêè, êîñ-
ìîñó, òðàíñïîðòó, ìàøèíîáóäóâàííÿ òà ³í. Ìàòåð³àëüí³ òà ÷àñîâ³ âèòðàòè äëÿ çàáåç-
ïå÷åííÿ âèïðîáóâàíü íà âòîìó ç åêñïëóàòàö³éíèìè ÷àñòîòàìè íàâàíòàæóâàííÿ íà
áàçàõ ïîíàä 107 öèêë î÷åâèäí³. ³äìîâèòèñÿ â³ä òðèâàëèõ âèïðîáóâàíü, â³ääàâøè
ïåðåâàãó ðîçðàõóíêîâèì ìåòîäàì, íå âäàºòüñÿ, àäæå íåîáõ³äíî âðàõîâóâàòè ð³çíî-
ìàí³òí³ åêñïëóàòàö³éí³, êîíñòðóêö³éí³ òà òåõíîëîã³÷í³ ÷èííèêè, ùî âèçíà÷àþòü õàðàê-
òåðèñòèêè îïîðó óòîì³ êîíñòðóêö³éíèõ ìàòåð³àë³â.
Ó ðîáîòàõ [1–3] ðîáèëàñÿ ñïðîáà îêðåñëèòè ïðîáëåìè ì³öíîñò³ ìàòåð³àë³â íà
ð³çíèõ ñòðóêòóðíèõ ð³âíÿõ äëÿ ã³ãàöèêëîâî¿ óòîìè. Áóëî ðîçãëÿíóòî îñîáëèâîñò³
óòîìíîãî ðóéíóâàííÿ ìåòàë³â ó øèðîêîìó ä³àïàçîí³ áàç íàâàíòàæóâàííÿ (äî 1010
öèêë), çàïðîïîíîâàíî êëàñèô³êàö³þ âèä³â óòîìè çà ÷èñëîì öèêë³â åêñïëóàòàö³éíîãî
íàâàíòàæóâàííÿ. Ïðîàíàë³çîâàíî ÷èííèêè, ùî êîíòðîëþþòü ðóéíóâàííÿ êîíñòðóê-
ö³éíèõ ìàòåð³àë³â íà âåëèêèõ áàçàõ íàâàíòàæóâàííÿ çà àìïë³òóä íàïðóæåíü, áëèçüêèõ
äî ãðàíèö³ âèòðèâàëîñò³. Âàæëèâèì º âèçíà÷åííÿ õàðàêòåðèñòèê îïîðó óòîì³ íà
âåëèêèõ áàçàõ íàâàíòàæóâàííÿ ó êîðîç³éíîìó ñåðåäîâèù³ [4].
Ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà âåëèêèõ áàçàõ ïîêàçóþòü, ùî êðèâ³ áàãàòîöèêëîâî¿
óòîìè ìîæóòü ìàòè ðîçðèâè [2], òîáòî ó ïåâíèõ ä³àïàçîíàõ öèêë³â íàâàíòàæóâàííÿ íå
ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ìîíîòîííîñò³ çíèæåííÿ êðèâèõ âòîìè. Ïðè÷èíàìè òàêèõ ðîçðèâ³â íà
ãðàô³êàõ, ùî îïèñóþòü äàí³ âèïðîáóâàíü íà âòîìó çà öèêë³â íàâàíòàæóâàííÿ â³ä 105
äî 108 ³ á³ëüøå, íà äóìêó áàãàòüîõ ó÷åíèõ, º íàÿâí³ñòü âîäíî÷àñ ê³ëüêîõ ìåõàí³çì³â
íàêîïè÷óâàííÿ óòîìíîãî ïîøêîäæåííÿ [5, 6] òà íåâ³äïîâ³äí³ñòü óìîâ ïðîâåäåííÿ
âèïðîáóâàíü íà âòîìó çà ð³çíèõ ð³âí³â öèêë³÷íèõ íàïðóæåíü, çîêðåìà ñàìîðîç³ãð³-
âàííÿ çðàçê³â çà àìïë³òóä öèêë³÷íîãî íàâàíòàæóâàííÿ âèùå ãðàíèö³ âèòðèâàëîñò³ [7].
Ìåòà ðîáîòè – ïðåäñòàâèòè ìåòîäèêó ïðîãíîçóâàííÿ öèêë³÷íî¿ äîâãîâ³÷íîñò³
êîíñòðóêö³éíèõ ìàòåð³àë³â íà áàçàõ 10 108 10... öèêë ³ á³ëüøå çà äàíèìè âèñîêî-
÷àñòîòíèõ âèïðîáóâàíü.
Ìåòîäèêà ³ ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà âòîìó. Äëÿ îòðèìàííÿ ðåçóëüòàò³â
âèïðîáóâàíü íà âòîìó íà ð³çíèõ ÷àñòîòàõ íàâàíòàæóâàííÿ ç ìåòîþ îö³íêè âïëèâó
© Ã. Ã. ÏÈÑÀÐÅÍÊÎ, Ë. ª. ÌÀÒÎÕÍÞÊ, Î. Â. ÂÎÉÍÀËÎÂÈ×, Ä. Ã. ÊÎÔÒÎ, 2014
48 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5
* Äîêëàä íà Ìåæäóíàðîäíîé íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé êîíôåðåíöèè “Óñòàëîñòü è òåðìîóñòàëîñòü
ìàòåðèàëîâ è ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé” (Êèåâ, 2013).
÷àñòîòè íà õàðàêòåðèñòèêè îïîðó óòîì³ âèêîðèñòîâóâàëè äîñë³äíèöüê³ ñòåíäè åëåêòðî-
ìàãí³òíîãî, åëåêòðîäèíàì³÷íîãî òà ìàãí³òîñòðèêö³éíîãî òèï³â, ùî äîçâîëèëî âèêî-
íàòè âèïðîáóâàííÿ ç ÷àñòîòàìè â³ä 100 äî 10000 Ãö. Âñ³ âèïðîáóâàëüí³ ìàøèíè áóëî
çàáåçïå÷åíî ïðèñòðîÿìè äëÿ àâòîìàòè÷íîãî ï³äòðèìàííÿ ïàðàìåòð³â íàâàíòàæóâàííÿ,
ïîõèáêà âèì³ðþâàííÿ ³ ñòàá³ë³çàö³¿ àìïë³òóäè íàâàíòàæóâàííÿ íå ïåðåâèùóâàëà 3%.
Íà âñ³õ ðåàë³çîâàíèõ ÷àñòîòàõ íàâàíòàæóâàííÿ çà îäíîð³äíîãî ðîçòÿãó–ñòèñêó âèïðî-
áîâóâàëè öèë³íäðè÷í³ çðàçêè ç îäíîòèïíîþ ðîáî÷îþ ÷àñòèíîþ ä³àìåòðîì 7 ìì òà
îäíàêîâîþ ÷èñòîòîþ îáðîáêè ïîâåðõí³. Äëÿ çíèæåííÿ òåìïåðàòóðè ïîâåðõí³ çðàçê³â
ìàòåð³àë³â, ÿê³ ðîç³ãð³âàëèñÿ ó ïðîöåñ³ âèñîêî÷àñòîòíèõ âèïðîáóâàíü, çàñòîñîâóâàëè
³íòåíñèâíå îõîëîäæåííÿ [7].
ßê ïðèêëàä íà ðèñ. 1 íàâåäåíî ðåçóëüòàòè âèçíà÷åííÿ ãðàíèöü âèòðèâàëîñò³
çðàçê³â äîñë³äæóâàíèõ êîíñòðóêö³éíèõ ìàòåð³àë³â íà îäíàêîâ³é áàç³ (2 107� öèêë) çà
ð³çíèõ ÷àñòîò íàâàíòàæóâàííÿ ³ êîåô³ö³ºíò³â àñèìåò𳿠öèêë³â R.
²ç ïðåäñòàâëåíèõ äàíèõ âèäíî, ùî ÷àñòîòà öèêë³÷íîãî íàâàíòàæóâàííÿ ìîíî-
òîííî âïëèâຠíà õàðàêòåðèñòèêè îïîðó óòîì³ êîíñòðóêö³éíèõ ìàòåð³àë³â. Öþ îáñòà-
âèíó ìîæíà âèêîðèñòàòè äëÿ ïðîãíîçóâàííÿ öèêë³÷íî¿ äîâãîâ³÷íîñò³ íà âåëèêèõ áàçàõ
íèçüêî÷àñòîòíîãî íàâàíòàæóâàííÿ çà ðåçóëüòàòàìè âèñîêî÷àñòîòíèõ âèïðîáóâàíü.
Ìåòîäèêà ïðîãíîçóâàííÿ êðèâèõ óòîìè. Ó ðîáîò³ [8] êðèâó óòîìè ó øèðîêîìó
ä³àïàçîí³ öèêë³â íàâàíòàæóâàííÿ áóëî çàïðîïîíîâàíî ïðåäñòàâëÿòè ó ëîãàðèôì³÷íèõ
êîîðäèíàòàõ ó âèãëÿä³ äâîõ íàõèëåíèõ äî îñ³ îðäèíàò â³äð³çê³â, ç’ºäíàíèõ ãîðèçîí-
òàëüíîþ ïðÿìîþ ç êîîðäèíàòàìè ê³íö³â N1
62 10� � ³ N 2
75 10� � . Íàõèë ïðàâîãî
â³äð³çêà, ùî îïèñóº õ³ä êðèâî¿ óòîìè äëÿ äîâãîâ³÷íîñòåé ïîíàä 5 107� öèêë, ïðèéìà-
þòü âäâ³÷³ ìåíøèì, í³æ íàõèë ë³âîãî â³äð³çêà êðèâî¿ óòîìè (äëÿ N � �2 106 öèêë). Àëå
íàÿâíèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ ³ òåîðåòè÷íèõ äàíèõ íåäîñòàòíüî, ùîá ïîêàçàòè, ÿêèé
âèãëÿä áóäóòü ìàòè â³äð³çêè êðèâî¿ óòîìè çà âïëèâó òåõíîëîã³÷íèõ ÷è åêñïëóà-
òàö³éíèõ ÷èííèê³â. Ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà áàç³ 107 öèêë òàêîæ íå äîçâîëÿþòü
çðîáèòè îäíîçíà÷íèé âèñíîâîê ùîäî ðîçòàøóâàííÿ êðèâî¿ óòîìè íà áàçàõ íàâàí-
òàæóâàííÿ äî 1010 öèêë ³ á³ëüøå. Òîìó º äîñòàòíüî îá´ðóíòîâàíèì âèêîðèñòàííÿ äëÿ
ïîáóäîâè êðèâèõ óòîìè íà åêñïëóàòàö³éíèõ (íèçüêèõ) ÷àñòîòàõ äàíèõ âèñîêî÷àñòîò-
íèõ âèïðîáóâàíü.
Ðèñ. 1. Çàëåæí³ñòü ãðàíèöü âèòðèâàëîñò³ çðàçê³â ç³ ñïëàâ³â ÀÌã6Í (à) ³ ÝÏ202 (á) â³ä ÷àñòîòè
íàâàíòàæóâàííÿ: 1–3 – ãëàäê³ çðàçêè; 4–6 – çðàçêè ç êîíöåíòðàòîðîì íàïðóæåíü (1, 4 – R ��1;
2, 5 – R � 0; 3, 6 – R � 0 5, ).
à á
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5 49
Ïðîãíîçóâàííÿ õàðàêòåðèñòèê îïîðó âòîì³ ...
Äëÿ ïðîãíîçóâàííÿ öèêë³÷íî¿ äîâãîâ³÷íîñò³ åëåìåíò³â êîíñòðóêö³é, ùî ìàþòü
âåëèêèé ðåñóðñ (íà áàçàõ 10 108 10... öèêë ³ á³ëüøå), çà äàíèìè âèïðîáóâàííÿ çðàçê³â íà
âèñîêîøâèäê³ñí³é ìàøèí³ äëÿ âèïðîáóâàíü íà âòîìó áóëî âèêîðèñòàíî ðàí³øå [9]
îïèñàíèé ìåòîä. Äëÿ ïðîãíîçóâàííÿ êðèâî¿ óòîìè ïðè åêñïëóàòàö³éí³é (íèçüê³é)
÷àñòîò³ íàâàíòàæóâàííÿ çà ðåçóëüòàòàìè âèñîêî÷àñòîòíèõ âèïðîáóâàíü íà âòîìó
çàïðîïîíîâàíî ñï³ââ³äíîøåííÿ, ùî ïîâ’ÿçóº ìåõàí³÷í³, òåïëîô³çè÷í³ òà íåïðóæí³
âëàñòèâîñò³ êîíñòðóêö³éíîãî ìàòåð³àëó çà âòîìè:
N
C
f f T Tn
�
�� � �� � � � �� � �
1 1 1â â í ðîç
í
ðîç
â
â â[( ) ( ) ( ) ( ) ]
, (1)
äå N – ÷èñëî öèêë³â äî çðóéíóâàííÿ çðàçêà êîíñòðóêö³éíîãî ìàòåð³àëó; � – àìïë³-
òóäà öèêë³÷íèõ íàïðóæåíü; ��1â – ãðàíèöÿ âèòðèâàëîñò³ êîíñòðóêö³éíîãî ìàòåð³àëó
íà âèñîê³é ÷àñòîò³ öèêë³÷íîãî íàâàíòàæóâàííÿ; f í ³ fâ – íèçüêà ³ âèñîêà ÷àñòîòè
íàâàíòàæóâàííÿ â³äïîâ³äíî; Ò ðîç
í ³ Ò ðîç
â – ñåðåäíº (ñòàá³ë³çîâàíå) çíà÷åííÿ òåìïå-
ðàòóðè ðîç³ãð³âó ïîâåðõí³ çðàçêà ìàòåð³àëó íà íèçüê³é òà âèñîê³é ÷àñòîò³ íàâàíòà-
æóâàííÿ â³äïîâ³äíî; � ³ – ïàðàìåòðè, ÿê³ ìîæíà âèçíà÷èòè ç àìïë³òóäíèõ çàëåæ-
íîñòåé àáñîëþòíîãî ðîçñ³ÿííÿ åíåð㳿 çà öèêë ó êîíñòðóêö³éíîìó ìàòåð³àë³ íà íèçüê³é
òà âèñîê³é ÷àñòîò³ íàâàíòàæóâàííÿ; Ñ , � ³ n – êîíñòàíòè.
Äëÿ âèâåäåííÿ ôîðìóëè (1) âèêîðèñòàíî ïåâí³ ïðèïóùåííÿ, ÿê³ ³ëþñòðóþòü
ãðàô³êè íà ðèñ. 2:
à) ìåõàí³çìè ðîçñ³ÿííÿ åíåð㳿 â³äð³çíÿþòüñÿ äëÿ öèêë³÷íèõ íàïðóæåíü, ÿê³
íèæ÷³ àáî âèù³ çà ãðàíèöþ âèòðèâàëîñò³ ìàòåð³àëó, òîáòî ç³ çá³ëüøåííÿì ð³âíÿ
öèêë³÷íèõ íàïðóæåíü ó ìàòåð³àë³ ïåðåõ³ä â³ä îäíîãî äî ³íøîãî ìåõàí³çìó ðîçñ³ÿííÿ
åíåð㳿 çóìîâëþº çì³íó àìïë³òóäíèõ çàëåæíîñòåé ðîçñ³ÿííÿ åíåð㳿;
á) âïëèâ ÷àñòîòè íàâàíòàæóâàííÿ ó ðàìêàõ ðîçãëÿíóòî¿ ìîäåë³ âðàõîâàíî ëèøå
äëÿ íàïðóæåíü, ùî âèù³ çà ãðàíèöþ âèòðèâàëîñò³ ìàòåð³àëó. Çíà÷åííÿ öüîãî ïàðà-
ìåòðà áóäóòü ð³çíèìè äëÿ íèçüêî¿ ³ âèñîêî¿ ÷àñòîò íàâàíòàæóâàííÿ;
â) çà ð³âíÿ àìïë³òóäè öèêë³÷íèõ íàïðóæåíü, ùî ïåðåâèùóº ��1â , âåëè÷èíà
ðîçñ³ÿííÿ çà öèêë íàâàíòàæóâàííÿ
W ç³ çá³ëüøåííÿì ÷àñòîòè íàâàíòàæóâàííÿ
çìåíøóºòüñÿ;
ã) àìïë³òóäí³ çàëåæíîñò³ ðîçñ³ÿííÿ çà öèêë íàâàíòàæóâàííÿ ìîæíà îïèñàòè
ñòåïåíåâèìè çàëåæíîñòÿìè (ïðÿìèìè ó ëîãàðèôì³÷íèõ êîîðäèíàòàõ);
ä) ãðàíèöÿ âèòðèâàëîñò³ ç³ çá³ëüøåííÿì ÷àñòîòè íàâàíòàæóâàííÿ ìîíîòîííî
çðîñòàº.
Ðèñ. 2. Ïðèéíÿòèé âèä çàëåæíîñòåé ðîçñ³ÿííÿ åíåð㳿 çà öèêë íàâàíòàæóâàííÿ ìåòàëåâèõ
ìàòåð³àë³â äëÿ íèçüêî¿ fí (I–II) òà âèñîêî¿ fâ (I–III) ÷àñòîò íàâàíòàæóâàííÿ.
50 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5
Ã. Ã. Ïèñàðåíêî, Ë. ª. Ìàòîõíþê, Î. Â. Âîéíàëîâè÷, Ä. Ã. Êîôòî
Íà ðèñ. 2 êðèâà I îïèñóº çì³íó ðîçñ³ÿííÿ åíåð㳿 çà öèêë íàâàíòàæóâàííÿ ó çîí³
íàïðóæåíü íèæ÷å ãðàíèö³ âèòðèâàëîñò³ (òî÷êè 1 ³ 2 â³äïîâ³äàþòü ãðàíèö³ âèòðè-
âàëîñò³ íà íèçüê³é ��1í ³ âèñîê³é ��1â ÷àñòîò³ íàâàíòàæóâàííÿ â³äïîâ³äíî). Êðèâ³
I–III àïðîêñèìîâàíî ñòåïåíåâèìè ð³âíÿííÿìè
W A1 � � � ,
W G11 � � � ³
WIII �
� B� , äå A, B, G, �, , � – ïàðàìåòðè.
Ïðîïóñòèâøè ïðîì³æí³ âèêëàäêè, ìîæíà ïîêàçàòè, ùî äëÿ ïåâíèõ çíà÷åíü
àìïë³òóäè öèêë³÷íèõ íàïðóæåíü, ùî ïåðåâèùóþòü ��1â , â³äíîøåííÿ âåëè÷èí ðîç-
ñ³ÿííÿ åíåð㳿 çà öèêë äëÿ íèçüêî¿ ³ âèñîêî¿ ÷àñòîòè íàâàíòàæóâàííÿ ìîæíà çàïèñòè ó
âèãëÿä³
W WII III � � �
�
�
�( ) ( ) .� � � � � �
1 1 1â í í (2)
Öå äîçâîëÿº ðîçãëÿíóòè âêàçàíå â³äíîøåííÿ ó âèãëÿä³ äîáóòêó, ïåðøèé ÷ëåí ÿêîãî
(â³äíîøåííÿ ãðàíèöü âèòðèâàëîñò³ íà âèñîê³é ³ íèçüê³é ÷àñòîò³ íàâàíòàæåííÿ) ìîæíà
³íòåðïðåòóâàòè ÿê ÷àñòîòíèé ôàêòîð, òîáòî ââàæàòè éîãî ïðîïîðö³éíèì â³äíîøåííþ
÷àñòîò íàâàíòàæóâàííÿ:
( ) ~ ( ) .� � �
� �
�
1 1â í â íf f n (3)
Äðóãèé ÷ëåí äîáóòêó º â³äíîøåííÿì âåëè÷èí ïåðåíàâàíòàæåííÿ ìàòåð³àëó â³ä-
íîñíî íèçüêî÷àñòîòíî¿ ãðàíèö³ âèòðèâàëîñò³ íà ð³çíèõ ÷àñòîòàõ íàâàíòàæóâàííÿ. Ó
ðàìêàõ ðîçãëÿíóòî¿ ìîäåë³ éîãî ìîæíà ââàæàòè ïðîïîðö³éíèì â³äíîøåííþ òåìïå-
ðàòóð ðîç³ãð³âó íà ð³çíèõ ÷àñòîòàõ íàâàíòàæóâàííÿ äëÿ ïåâíî¿ àìïë³òóäè öèêë³÷íèõ
íàïðóæåíü:
( ) ~ ( ) .� � � �
�
�
1í ðîç
í
ðîç
âÒ Ò (4)
Îòæå, âðàõîâóþ÷è âèùåçàçíà÷åí³ ïðèïóùåííÿ, êîíñòàíòè ôîðìóëè êðèâî¿ óòîìè
(1) ³ ñï³ââ³äíîøåíü (2)–(4) ìîæíà îö³íèòè òàê: �, �, – ïàðàìåòðè, ÿê³ â³äïîâ³äàþòü
êóòàì íàõèëó (ó ëîãàðèôì³÷íèõ êîîðäèíàòàõ) àìïë³òóäíèõ çàëåæíîñòåé ðîçñ³ÿííÿ
åíåð㳿 çà öèêë ó êîíñòðóêö³éíîìó ìàòåð³àë³ íà íèçüê³é òà âèñîê³é ÷àñòîò³ íàâàíòà-
æóâàííÿ çà íàïðóæåíü äî ãðàíèö³ âèòðèâàëîñò³ ³ âèùå; ñòàë³ � ³ n ó ôîðìóë³ êðèâî¿
óòîìè çâ’ÿçàí³ ç ïàðàìåòðàìè �, � ³ , ñòàëó Ñ ó ôîðìóë³ êðèâî¿ óòîìè âèçíà÷àþòü
³ç â³äíîøåííÿ
C W Ac�
, (5)
äå
Wc – ÷àñòèíà âåëè÷èíè ðîçñ³ÿííÿ åíåð㳿, çóìîâëåíà 䳺þ ìåõàí³çìó ðîçñ³ÿííÿ
åíåð㳿 äëÿ öèêë³÷íèõ íàïðóæåíü âèùå ãðàíèö³ âèòðèâàëîñò³ ìàòåð³àëó,
W W Wc II I� �[ ( ) ( )].� � (6)
Äëÿ âèçíà÷åííÿ ï’ÿòè ïàðàìåòð³â: Ñ , �, , � ³ n ðîçðîáëåíî ìåòîäèêó îòðè-
ìàííÿ åêñïåðèìåíòàëüíèõ äàíèõ òà ðîçâ’ÿçàííÿ ï’ÿòè òðàíñöåíäåíòíèõ ð³âíÿíü [9].
Çàïðîïîíîâàíó ôîðìóëó (1) áóëî àïðîáîâàíî äëÿ ïðîãíîçóâàííÿ äîâãîâ³÷íîñò³ òèòà-
íîâèõ ³ æàðîì³öíèõ í³êåëåâèõ ñïëàâ³â íà áàçàõ äî 10 109 10... öèêë íàâàíòàæóâàííÿ [7,
9]. Òàêèé ï³äõ³ä çàñòîñîâàíî òàêîæ äëÿ ³íøèõ ïîë³êðèñòàë³÷íèõ ìàòåð³àë³â, ùî âèïëè-
âຠç ô³çè÷íî¿ ñóò³ ïàðàìåòð³â ôîðìóëè (1) òà àíàëî㳿 ïðîöåñ³â ðîçñ³ÿíîãî ïîøêîä-
æåííÿ çà âòîìè ïîë³êðèñòàë³÷íèõ ìàòåð³àë³â [5].
ßê ïðèêëàä íà ðèñ. 3 ³ 4 íàâåäåíî ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà âòîìó ñïëàâ³â
ÀÌã6Í, ÏÒ7Ì ³ ïîáóäîâàíî çã³äíî ç ôîðìóëîþ (1) êðèâ³ óòîìè íà ð³çí³é ÷àñòîò³
íàâàíòàæóâàííÿ. Ðîçðàõóíêîâ³ êðèâ³ áëèçüê³ äî åêñïåðèìåíòàëüíèõ, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî
äîñòîâ³ðí³ñòü ïðîãíîçóâàííÿ ó ìåæàõ 90%.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5 51
Ïðîãíîçóâàííÿ õàðàêòåðèñòèê îïîðó âòîì³ ...
à á
â
Ðèñ. 3. Ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà âòîìó (òî÷êè) òà ïðîãíîçîâàí³ êðèâ³ óòîìè äëÿ ñïëàâà
ÀÌã6Í: à – R ��1; á – R � 0; â – R � 0 5, (1–3, 7, 8 – ãëàäê³ çðàçêè, 4–6, 9 – çðàçêè ç
êîíöåíòðàòîðîì íàïðóæåíü) çà ÷àñòîò íàâàíòàæóâàííÿ 10 êÃö (1, 4), 200 (2, 5), 35 Ãö (3, 6),
3 êÃö (7) ³ 500 Ãö (8, 9).
Ðèñ. 4. Ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà âòîìó (òî÷êè) òà ïðîãíîçîâàí³ êðèâ³ óòîìè äëÿ ñïëàâ³â
ÂÒ1-0 (1–4) òà ÏÒ7Ì (5–8) çà ð³çíî¿ ÷àñòîòè íàâàíòàæóâàííÿ: 1 – f �100 Ãö; 2 – f � 500 Ãö;
3 ³ 7 – f � 3 êÃö; 4 ³ 8 – f �10 êÃö; 5 – f � 50 Ãö; 6 – f � 300 Ãö.
52 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5
Ã. Ã. Ïèñàðåíêî, Ë. ª. Ìàòîõíþê, Î. Â. Âîéíàëîâè÷, Ä. Ã. Êîôòî
 è ñ í î â ê è
1. Äëÿ ïðîãíîçóâàííÿ öèêë³÷íî¿ äîâãîâ³÷íîñò³ åëåìåíò³â êîíñòðóêö³é, ùî ìàþòü
âåëèêèé ðåñóðñ (10 108 10... öèêë íàâàíòàæóâàííÿ ³ á³ëüøå), çà äàíèìè âèïðîáóâàííÿ
çðàçê³â íà âèñîêîøâèäê³ñí³é ìàøèí³ äëÿ âèïðîáóâàíü íà âòîìó âèêîðèñòàíî ìåòîä,
îñíîâàíèé íà åíåðãåòè÷íîìó êðèòå𳿠âòîìíîãî ðóéíóâàííÿ ç óðàõóâàííÿì îñîáëè-
âîñò³ ðîçñ³ÿííÿ åíåð㳿 ó ìàòåð³àë³ çà ð³çíèõ ÷àñòîò íàâàíòàæóâàííÿ.
2. Äëÿ ïðîãíîçóâàííÿ êðèâî¿ óòîìè ïðè åêñïëóàòàö³éí³é (íèçüê³é) ÷àñòîò³ íàâàí-
òàæóâàííÿ çà äàíèìè âèñîêî÷àñòîòíèõ âèïðîáóâàíü íà âòîìó çàïðîïîíîâàíî ôîðìóëó,
ùî ïîâ’ÿçóº ìåõàí³÷í³, òåïëîô³çè÷í³ òà íåïðóæí³ âëàñòèâîñò³ ìåòàëó çà âòîìè.
3. Ðîçðàõóíêîâ³ äàí³ ï³äòâåðäæóþòüñÿ åêñïåðèìåíòàëüíèìè.
Ð å ç þ ì å
Ïðîàíàëèçèðîâàíû ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé íà óñòàëîñòü îáðàçöîâ êîíñòðóêöèîííûõ
ìàòåðèàëîâ íà áàçå äî 1010 öèêë íàãðóæåíèÿ. Ïðåäëîæåíà ìåòîäèêà ïîñòðîåíèÿ
êðèâûõ óñòàëîñòè íà áîëüøèõ áàçàõ íàãðóæåíèÿ ñ ó÷åòîì ÷àñòîòû öèêëîâ è òåìïå-
ðàòóðû ðîçîãðåâà îáðàçöîâ ïðè èñïûòàíèè. Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ïðîãíîçèðîâàíèÿ
ñ äàííûìè èñïûòàíèé íà óñòàëîñòü ñâèäåòåëüñòâóåò î äîñòîâåðíîñòè ìåòîäèêè.
1. Áîòâèíà Ë. Ð. Ãèãàöèêëîâàÿ óñòàëîñòü – íîâàÿ ïðîáëåìà ôèçèêè è ìåõàíèêè
ðàçðóøåíèÿ // Çàâîä. ëàá. Äèàãíîñòèêà ìàòåðèàëîâ. – 2004. – 70, ¹ 4. – Ñ. 41 –
51.
2. Ìàõóòîâ Í. À. Óñòàëîñòü ìåòàëëîâ â øèðîêîì äèàïàçîíå ÷èñëà öèêëîâ // Òàì
æå. – Ñ. 37 – 41.
3. Ìàòîõíþê Ë. Å., Âîéíàëîâè÷ À. Â., ßêîâëåâà Ò. Þ. Ñîïðîòèâëåíèå óñòàëîñòè
ìàòåðèàëîâ íà áîëüøèõ áàçàõ íàãðóæåíèÿ // Òàì æå. – Ñ. 52 – 56.
4. Äîìîæèðîâ Ë. È. Ê îïðåäåëåíèþ õàðàêòåðèñòèê ñîïðîòèâëåíèÿ óñòàëîñòè â
êîððîçèîííîé ñðåäå íà áîëüøèõ áàçàõ íàãðóæåíèÿ // Òàì æå. – 2002. – 68, ¹ 10.
– Ñ. 41 – 46.
5. ßêîâëåâà Ò. Þ. Ëîêàëüíàÿ ïëàñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ è óñòàëîñòü ìåòàëëîâ. –
Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 2003. – 238 ñ.
6. ßêîâëºâà Ò. Þ., Âîéíàëîâè÷ Î. Â., Ìàòîõíþê Ë. ª. Îñîáëèâîñò³ ôîðìóâàííÿ
äèñëîêàö³éíî¿ ñòðóêòóðè í³êåëåâîãî ñïëàâó çà 䳿 öèêë³÷íîãî íàâàíòàæóâàííÿ //
Ìåòàëîçíàâñòâî òà îáðîáêà ìåòàë³â. – 2001. – ¹ 4. – Ñ. 19 – 25.
7. Ìàòîõíþê Ë. Å. Óñêîðåííûå óñòàëîñòíûå èñïûòàíèÿ âûñîêî÷àñòîòíûì íàãðó-
æåíèåì. – Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1988. – 200 ñ.
8. Ìàõóòîâ Í. À., Ãàäîëèíà È. Â. Óòî÷íåíèå ïàðàìåòðîâ êðèâîé óñòàëîñòè ïî
ðåçóëüòàòàì ñðàâíèòåëüíûõ èñïûòàíèé ïðè íåðåãóëÿðíîì íàãðóæåíèè äëÿ ñâå-
äåíèÿ òåõíîãåííîãî ðèñêà ê ïðèåìëåìîìó óðîâíþ // Ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè
òåõíîãåííûõ è ïðèðîäíûõ êàòàñòðîô. – 2009. – 1, ¹ 1. – Ñ. 27 – 30.
9. Ìàòîõíþê Ë. Å., Âàñèíþê È. Ì., Âîéíàëîâè÷ À. Â., Ñîêîëèíñêèé À. Á. Ïðèìå-
íåíèå ìåòîäîâ âûñîêî÷àñòîòíîãî íàãðóæåíèÿ äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ äîëãîâå÷-
íîñòè ìàòåðèàëîâ íà áîëüøèõ áàçàõ // Ïðîáë. ïðî÷íîñòè. – 1988. – ¹ 3. – Ñ. 58 –
63.
Ïîñòóïèëà 14. 11. 2013
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5 53
Ïðîãíîçóâàííÿ õàðàêòåðèñòèê îïîðó âòîì³ ...
|