Разработка методики оценки роста усталостной трещины деталей на базе исследования макрорельефа изломов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ
|
Хибник, Татьяна Алексеевна
АВТОР
|
||||
|
кандидата технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Самара
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2011
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.02.06
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
Хибник Татьяна Алексеевна
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РОСТА УСТАЛОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ ДЕТАЛЕЙ НА БАЗЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАКРОРЕЛЬЕФА ИЗЛОМОВ
01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук
-8 ДЕК 2011
Самара- 2011
005005316
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» на кафедре основ конструирования машин.
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент
Кольцун Юрий Иванович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Пономарёв Юрий Константинович
кандидат технических наук Григорьев Валерий Михайлович
Ведущая организация: государственный научный центр Российской Федерации научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", г. Москва
Защита состоится 28 декабря 2011 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.215.02 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.ПКоролёва (национальный исследовательский университет)» (СГАУ), по адресу: 443086, г. Самара, Московские шоссе, 34.
С диссертацией можно ознакомиться в библи6teкe СГАУ.
Автореферат разослан 25 ноября 2011 г.
Учёный секретарь диссертационного совета Д 212.215.02 доктор технических наук Головин А.Н.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В настоящее время актуальным с точки зрения экономических соображений становится вопрос, связанный с продлением ресурса деталей машин, в опасных зонах которых имеются усталостные трещины. Как показывает практика, стадия развития этих трещин весьма продолжительна и носит временной период, в который входит безопасное время эксплуатации. Возникает вопрос, каков гарантированный остаточный срок безопасной эксплуатации и возможно ли его продление после отработки конструкцией заданного ресурса? Поскольку в настоящее время проектирование деталей основано на принципе безопасного ресурса, в этой связи назрела необходимость разрабатывать методики расчёта долговечности по принципу безопасного повреждения деталей, которые допускают наличие трещин малой глубины, скорость которых относится к медленному росту, т.е. меньше 10 мм/цикл. Однако, учитывая сложность и дороговизну испытаний, проводимых в области исследования трещинооб-разования, в настоящей работе предложен оригинальный подход, основанный на исследовании морфологии усталостных изломов.
Цель работы - обеспечение безопасности в процессе эксплуатации деталей с усталостными трещинами в пределах ресурса за счёт разработки методики количественной оценки кинетики медленного роста усталостных трещин на базе исследования макрорельефа усталостных изломов. Задачи исследования:
1. Провести сравнительный анализ усталостных изломов цилиндрических с концентратором и компактных без концентратора образцов из стали 45 с одинаковыми габаритами опасного сечения при наличии и отсутствии технологических остаточных напряжений, испытанных при различных частотах внешнего нагружения и различных методик испытаний в условиях простого и сложного нагружения для анализа макрорельефа усталостных изломов.
2. Провести анализ состояния поверхностного слоя, упрочнённого методами ППД с точки зрения обобщения эгаор остаточных напряжений.
3. Провести макроструктурный анализ рельефа и неоднородности линии фронта усталостной трещины на изломах цилиндрических и компактных образцов.
4. Разработать методику оценки роста усталостной трещины, включающая в себя: расчёт периода роста усталостной трещины, определения её скорости. Построить кинетическую диаграмму медленного роста усталостной трещины в системе координат ЗО и 2Б, определить критериальный параметр безопасного повреждения деталей. Методы исследования. Общий методологический подход к решению задачи базируется на системном анализе морфологии усталостных изломов исследуемых образцов и деталей с остаточными напряжениями и без них. Теоретические исследования проводились на базе фундаменталь-
ных разработок в области технологии машиностроения, теории математического моделирования, механики разрушения, механики деформируемого твердого тела и волновой механики. Экспериментальные исследования проводились в научной лаборатории кафедры сопротивления материалов Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
Достоверность полученных результатов и правомерность принятых допущений основана на сходимости теоретических и экспериментальных данных, полученных расчетным путем по разработанной методики для ранее испытанных цилиндрических образцов и экспериментальным путем на установке Ш8Т11(Ж 8801 для компактных образцов. Разработанные положения макроструктурного анализа подтверждены ранее проведенным анализом микроструктуры усталостных изломов.
Объект исследования — процессы взаимной связи напряжений и деформаций, определяющие зарождение усталостных трещин и распространение их линии фронта, приводящей к геометрическим особенностям формирования последующего разрушения деталей.
Предмет исследования - геометрия макрорельефа в области усталостных изломов и их окрестности, определяемая наличием пластических деформаций на линии фронта трещины и на прилегающей к зоне разрушения поверхности цилиндрических образцов с концентратором и компактных образцов без концентратора.
Научная новизна.
1. Установлено, что для различных сталей существует определенная частота внешнего нагружения, при которой в области пластических деформаций формируются волновые деформационные процессы.
2. Предложен новый подход к оценке оптимизации режимов поверхностного пластического упрочнения с точки зрения двух механизмов зарождения усталостных трещин, выраженный в оценке эффективного коэффициента качества технологического упрочнения поверхностного слоя - КуТ, который можно рассматривать как критерий качества ППД, определяемый диапазоном безразмерных значений 0,3.. .0,7.
3. Установлена связь между теоретическим коэффициентом концентрации напряжений и геометрией усталостного излома при кручении по про-филограмме контура излома.
4. Разработана методика оценки роста усталостной трещины.
5. Построена кинетическая диацшмма^медленного роста усталостной трещины (КДмРУТ) в системе координат АК,с1а1<Ш (декартовой системе координат 20) и в трёхмерной системе координат ЗП> с учётом числа циклов N.
Практическая ценность. Полученный эффективный коэффициент качества технологического упрочнения Кут дает возможность разрабатывать технологические рекомендации для режимов упрочнения ППД по оптимальному распределению остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентраторами, благодаря которым обеспечивается повышение сопротивления усталости деталей машин в процессе их эксплуатации. Ис-
следование макрорельефа усталостных изломов деталей позволяет устанавливать закономерности и причины усталостного разрушения, прогнозировать остаточную долговечность деталей с трещиной в условиях простого и сложного нагружения, рассчитывать безопасную глубину медленнорастущей усталостной трещины для деталей из пластичных металлов и сплавов. Разработанная инженерная методика количественной оценки кинетики медленного роста усталостной трещины позволяет оценивать остаточный ресурс деталей с трещиной путём расчёта периода роста усталостной трещины, выраженного в количестве циклов и определения её скорости в процессе эксплуатации на этапе дефектоскопического контроля детали.
Реализация работы на практике. Разработанная методика оценки роста усталостной трещины деталей внедрена в ЦИЛ Государственного центра безопасности полётов на воздушном транспорте, г. Москва и в инженерном центре «Экспертиза, диагностика, освидетельствование», г. Самара.
Апробация работы. Результаты диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях (НТК) и семинарах (НТС): XII, XIII Межвузовской конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (СамГТУ, Самара, 2002-2003г.г.), Международной НТК «Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности конструкций и методы их решения» (RELMAS 2008), (СПбГПУ, С-Пб., 2008г.), Международной НТК «Проблемы и перспективы развития двига-телестроения» (СГАУ, Самара, 2009г.), Международной НТК «Первые московские чтения по проблемам прочности материалов» (Институт Кристаллографии им. A.B. Шубинкова РАН, Москва, 2009г.), НТС кафедры основ конструирования машин СГАУ (СГАУ, 2009-2011г.), НТС кафедры математического моделирования в механике СамГУ (СамГУ, 2011 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе: 9 статей (из которых 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК), 9 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, включает 86 рисунков, 26 таблиц. Список литературы содержит 139 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы исследования, даётся краткая характеристика работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе представлен аналитический обзор литературы. Выполнен анализ научной литературы в таких областях, как механика разрушения, механика твердого деформируемого тела, механика остаточных напряжений, мезомеханика, синергетика, волновая механика, а также сфор-
мулированы задачи исследования. Дан анализ Российских научных школ и методов исследований в области трещинообразования Г.П. Черепанова,
B.З. Партона, H.A. Махутова, C.B. Серенсена, И.В. Кудрявцева, Н.Ф. Морозова, Е.М. Морозова, Б.Е. Мельникова, B.C. Ивановой, И.А.Биргера,
C.И. Иванова, а также зарубежных учёных: A.A. Griffith, G.R. Irvin, P.C. Paris и др.
Во второй главе дан сравнительный анализ усталостных изломов упрочнённых методами ППД цилиндрических образцов (D=25mm) с концентратором и неупрочненных компактных образцов (размером 25x25) без концентратора, испытанных по различным методикам. Усталостные изломы цилиндрических образцов из стали 45 получены ранее на опытной машине МИ 11в результате испытаний по ГОСТ 25.502-79 «Испытание металлов на многоцикловую усталость» при симметричных циклах (R=-1 ) с частотой/=19,5 Гц на базе N=3 млн. и 10 млн. циклов в условиях простого нагружения (изгиб, кручение). Усталостные изломы компактных образцов получены в настоящей диссертационной работе на испытательной сервогидравлической системе INSTRON 8801 (Великобритания) в результате испытаний на внецентренное растяжение по асимметричному циклу с коэффициентом асимметрии R=0,1. Испытания проводились по разработанной программе на базе британского стандарта BS 7448 «Испытания на вязкость разрушения на основе механики разрушения», что соответствует ГОСТ 25.506-85, но впервые при частотах /равных 19,5; 20; 50;70; 100 Гц для материалов (сталь 45, ЗОХГСА). В результате сравнительного анализа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов получены геометрические характеристики рельефа - это критическая глубина усталостной трещины а и неоднородность её линии фронта в области пластических деформаций. Глубина усталостной трещины зависит от класса материала, частоты нагружения и величины внешней нагрузки, при этом на критический размер трещины не оказывает существенное влияние упрочнение поверхностного слоя, расхождение по глубине составляет 4%.
В третьей главе проведён анализ состояния поверхностного слоя, упрочнённого методами ППД, как источника двух механизмов зарождения и развития трещин: 1) с поверхности и вглубь материала, 2) из под поверхности и к поверхности. Данный анализ на примере кривых распределения осевых сжимающих остаточных напряжений (ОН) по толщине поверхностного слоя после различных, видов ППД позволил выявить их основные формы: вогнутая, выпуклая, выпуклая с подповерхностным максимумом (рис.1). Предложенные обобщённые модели форм эпюр распределения ОН по толщине упрочненного поверхностного слоя ¿=100, 200, 300, 500 мкм и последующая их обработка с определением средневзвешенной интегральной величины по формуле (1) позволили установить эффективный диапазон коэффициента качества технологического упроч-
*/• _ _ / ПОв
нения поверхностного слоя - ,, — ^ост сг0С„, •
где осевые остаточные технологические напряжения,
£ = = cos 6 - текущая толщина залегания осевых остаточных напряжений
-1« — £Tvtcm, MIJa
Рисунок 1 - Типичные эпюры осевых остаточных напряжений ет после ППД
20
40
0.05
t, мм
0,1 0.15
Формы эпюр 1 - вогнутая 2- выпуклая 3 - выпуклая с подповерхностным максимумом
Значения К„ находится в диапазоне от 0,3 до 0,7, которое рекомендуется использовать технологам. Оптимальное значение К„ лежит в пределах от 0,65 до 0,7 и соответствует выпуклой форме эпюр остаточных напряжений (рис. 1 п.2). В случае при К„<0,5 зарождение трещины происходит с поверхности за счёт концентрации местных растягивающих нормальных напряжений в устье субмикротрещин. При
сталей: 1-ооработка микрошариками, £ >0,7 трещина зарождается ПОД 2-обкагка роликом; 3-гидродробеструйная
обработка поверхностью, как результат резко-
го повышения сдвиговых деформаций на границе раздела упрочненного слоя и основного материала.
В четвёртой главе проведён анализ макрорельефа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов, испытанных в условиях простого и сложного нагружения. Характерные изломы образцов, реальной детали шпильки крепления кронштейна к силовой нервюре ГТД самолёта ЯК-42 представлены на рис. 2. Впервые установлено, что усталостные трещины в изломах компактных образцов (рис.2 д,е,ж,з), имеют отличие не только по глубине, но и по геометрии ( рис. 3) и неоднородности её линии фронта в области скосов пластических деформаций, в которой металл чувствителен к частоте циклического нагружения и имеет волновой характер сдвиговых деформаций (рис.4 а,б,в,г). Установленный волновой деформационный процесс в изломах компактных образцов, испытанных на различных частотах внешнего нагружения от 19,5 Гц до 100 Гц в области мало и многоцикловой усталости наглядно виден в зоне скосов пластических деформаций на боковой поверхности усталостных изломов (рис. 4 п.1). Для стали 45 - это остаточный процесс в виде «застывших» бегущих волн, для сплава 30 ХГСА это изменение амплитуды и скорости движения волн при увеличении частоты нагружения от 20 Гц до 100 Гц. Характерный гармонический рисунок представлен в зоне пластических деформаций на линии фронта усталостной трещины в опасном поперечном сечении (рис. 4 п. 2), в зоне долома (рис. 4 п. 3).
а; ст.45,/И9,5 Гц, е) ст.45,/=19,5 Гц, лпугг,. ,,.„,,„,
ЛГ=16,2кН ДР=10,78 кН ^30ХГСА,^=20 Гц ,) ЗОХГСА,^70 Гц
Рисунок 2 - Изломы образцов с усталостными трещинами, испытанные на МИ11 (а,в,г) с часто-той/=19,5 Гц, 1ШТК(Ж 8801 (д,е,ж,з) с частотой /=19,5; 20; 70 Гц : а) 1,2 - медленнорастущая серповидная трещина комбинированного вида тип 1П + тип I; 3 - область охрупчивания; 4 -зона долома; 5 - магистральная трещина; 6 - медленнорастущая полуэллиптическая трещина; б) деталь - шпилька: 1 - серповидная трещина; 2 - зона долома; в) 1 - радиальные сдвиговые ступени (тип III); г) 1 - кольцевая макротрещина (тип I); 2 - радиальные сдвиговые ступени (тип Ш); д,е,ж,з) 1-быстрорастущая усталостная трещина (тип!); 2-зона долома
г) Ст.45, V - обр. надрез, ГДО, т„=145 МПа
а^ст.45, Я=1,0 мм, ОР, <тл=192 МПа
б) шпилька, сплав 07X16Н6
в; Ст.45, V-обр, надрез, ГДО, т„=160
Рисунок 3- Обобщенная геометрия линии фронта усталостной трещины (1) в углеродистых и легированных сталях при частотах внешнего нагружения от 19.5Гц до 100Гц в зоне долома (2)
Графоаналитическая обработка изломов цилиндрических и компактных образцов с усталостными трещинами проводилась на примере сплава АК путем анализа формы линии фронта трещины в зонах пластических деформаций в виде замеров длин волн, амплитуд и периодов остаточных деформаций с последующим описанием рельефа поверхности при помощи волновых уравнений в продольных и поперечных направлениях.
Расчёты показали, что при полученных длинах волн и амплитуд остаточных деформаций частота собственных колебаний фрактальной области (зона пластических деформаций) V находится в диапазоне ультразвука (2-104...1010 Гц). Для объяснения механизма волновых процессов, как одного из предлагаемых вариантов, полученные частоты ультразвукового диапазона были приняты за частоту собственных колебаний детали и определены перемещения по направлению статического действия внешней нагрузки, исходя из аналогии с теорией изгиба балки. Расчётные значения перемещений оказались в диапазоне (от ОД нанометров до ОД микрона)
расстоянии взаимодеиствия как атомов или группы атомов, так и кристаллов или групп кристаллов.
д) сплав АК
_ /=19,5...40Гц
е/сталь 30ХГСА,/=70Гц г) сталь 30ХГСА,/=100Гц
Рисунок 4 - Неоднородность линии фронта трещины в области пластических деформаций компактных образцов: 1 - область скосов пластических деформаций;
2 - область пластических деформаций на линии фронта усталостной трещины в опасном поперечном сечении; 3 — область пластических деформаций в зоне долома
Следовательно, при изменении частоты внешнего нагружения от 19,5 Гц до 100 Гц на уровне наноструктуры материала стали 45 и сплава 30ХГСА возникает усиление колебаний в локальных зонах пластических деформаций, вызывая тем самым, на макроуровне движение линии фронта усталостной трещины по гармоническому закону.
Анализ геометрии усталостных изломов, испытанных при кручении (рис.2в,г) позволил по профилограмме контура излома впервые установить связь между теоретическим коэффициентом концентрации напряжений «„ как физического параметра и геометрией поверхности разрушения. Формула данной связи имеет вид:
Кг -1 _ А^ .__;
а- 1
где Кт - эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали с кольцевым надрезом V - образного профиля;
дг — коэффициент чувствительности к виду концентратора; Аыад-АпопЫпв - площадь разрушения гладкого цилиндрического образца без концентратора;
Аконц - площадь сечения излома цилиндрического образца с конструктивным концентратором;
АА - часть фрагмента рельефа развернутой поверхности, равная Лконц -
л
^поп
Полученная формула (2) показала, что на фрактографическую картину усталостного излома, влияет уровень амплитуды рабочих напряжений. На уровне предела выносливости и в области многоцикловой усталости поверхность излома в поперечном сечении представляет собой множественные сдвиговые ступени с малой угловой податливостью (см. рис. 2г, рис. 7 п.1).
В случае, когда амплитуда рабочих напряжений превышает предел выносливости т>т_,„и величина N стремится к границе малоцикловой усталости, в образцах эффект концентрации напряжений определяет наличие сдвиговых ступеней по всему поперечному сечению с большей угловой податливостью (см. рис. 2 в, рис. 7 п.2). Дальнейшее увеличение та приводит к снижению эффективности влияния концентрации напряжений на характер излома, помимо сдвиговых ступеней появляется разрушающая поверхность приблизительно под углом 45 (см. рис. 7 п.З). Впервые установленная связь имеет практическую ценность, так как позволяет аналитическим путем по геометрии поверхности разрушения, в современных условиях это лазерное сканирование поверхности, определять предел выносливости по разрушению.
В пятой главе на базе макроструктурного анализа рельефа типичного усталостного излома цилиндрического образца (см.рис.2,а), учитывая геометрические характеристики рельефа, такие как глубина усталостной трещины, берега которой в работе считаются не плоскими, а рельефными волновыми за счёт приходящейся на них энергии, разработана аналитическая методика оценки роста усталостной трещины, основанная на механики разрушения с использованием коэффициента интенсивности напряжений (КИН). Образец разрушился при количестве циклов нагружения Л^б=10 млн. циклов. Методика оценки роста усталостной трещины деталей состоит из расчёта её периода и скорости. В её основу был положен анализ глубин серповидной комбинированного типа и полуэллиптической трещины а (рис. 8) при соответствующих им номинальных напряжениях с последующим определением предельных КИН - К£ на различных глубинах. Построенная диаграмма предельных КИН, изображенная на рис. 9, имеет характерный участок АВ, полученный при уменьшении коэффициента интенсивности напряжений Кш, как результат перехода от трещины по типу III к трещине по типу I, при этбмтбч ка В является точкой бифуркационного перехода при смене типа трещины. Преобразованная диаграмма КИН в относительные величины (см. рис.10) позволила, используя дифференциальное отношение как тангенс наклона касательной к
кривой диаграммы и известную формулу Пэриса для скорости роста усталостной трещины - = с-К'\ выделив при этом дифференциал глубины с1а из отношения с1К/йа и формулы Пэриса и приравняв полученные соот-
Рисунок 7 - Фрактография усталостных изломов: 1,2,3 - вид изломов
ношения, получить путем интегрирования впервые формулу (3) периода роста усталостной трещины - Ыр.
вци^.^ЫМ
а™а=3,55 мы
6) комбинированная трещина вид сбоку
а) геометрическая интерпретация полусечения излома
Рисунок 8 - Медленнорастущая усталостная трещина а комбинированного типа (тип Ш+тип I) в изломе
Кж, МПа-^м
! ■ 1 1 ' 1 ■ 1 ! !
1 --
1 ___—1—•
—
■ 1 серповидная трещина — ! ! 1
.... « ■ -
полу эллиптическом трещина
— ... ^ . 1
~\тил Ш) !
, ....--- > ; ' " | |
1 - |
/ 1 \
1 1 1 1 !
1 1 ;
..... | ■ г~
Т 1 \ 1 | ; Г-Г7....... ! ! • ; ; !
О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0.6 0,7 0.8 0,9 1 1,1 1,4 1,4 О 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 У у 2,4 2 5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1 32 3,4 3,4 3,5 3,6
в, ял
К.
МПа-<м К/Кч>">
; 6
{ т=8 Г 1
т=|2;1 1
Рисунок 9 - Диаграмма предельных коэффициентов интенсивности напряжений (КИН)
Применение формулы Пэриса обусловлено тем, что показатель степени (коэффициент) т при КИН изменяется при увеличении глубины усталостной трещины (см. рис. 10). Формула периода роста усталостной трещины имеет практическую ценность, так как позволяет оперативно оценивать работоспособность детали с зарегистрированной докритической глубиной усталостной трещины до момента разрушения. Погрешность методики расчёта периода роста усталостной трещины Nр составила 3%.
ИЬ
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0.7 0,8 0,9 1
И I | М 1 М 1 1 I ) М ) I
0 0.8 12 1.8 2 4 3,0 3.6
а лмм
Рисунок 10- Диаграмма относительных КИН
Г (т.-ЦК^-С,
КГ •<£««,) М -(КГ'^а,
•г!.
(3)
где г - текущая точка заданного интервала относительной глубины усталостной трещины после регистрации трещины;
Ко. Кпред - начальное значение КИН, соответствующее зарегистрированной глубине трещины и критическое значение КИН соответственно; яо, апред - начальная (зарегистрированная ) глубина усталостной трещины и соответственно предельная (критическая);
Приближенный расчёт периода роста усталостной трещины Мр, т.е определение количества циклов до разрушения детали, по формуле (3) позволил оценить скорость роста усталостной трещины путём построения впервые, кинетической диаграммы медленного роста усталостной трещины (КДмРУТ) для усталостного излома цилиндрического образца. На основании связи между размахом КИН -¿К=(1-Я)К^_, количеством циклов - N и скоростью роста трещины -с1а/с1М данная диаграмма впервые представлена на рис.11 в трехмерном изображении, начиная со скорости роста 10~7 мм/цикл. Для общей оценки скорости роста усталостной трещины была приведена кинетическая диаграмма роста усталостной трещины (КДРУТ), полученная в результате испытаний компактных образцов из стали 45 при такой же частоте испытаний /=19,5 Гц и определяемая началом скорости роста с 10" 4 мм/цикл, что соответствует быстрому распространению усталостной трещины. Анализ проекций кривых КДмРУТ и КДРУТ на плоскость Ш(рис. 12) показал, что скорость серповидной трещины, отмеченной участком АВ сопровождается медленным ростом, этому свидетельствует большое количество циклов - более 2 млн. Далее серповидная трещина переходит в полуэллиптическую, являющуюся результатом исчезновения эффекта концентрации напряжений_ол^ьсольцевого надреза, что говорит о качественном переходе от «детали» к материалу. Имея примерно одинаковые площади усталостных трещин (серповидной и полуэллиптической), разрушение в материале (в гладкой рабочей зоне) происходит быстрее, чем в детали с концентратором, так как на формирование полуэллиптической трещины требуется меньший прирост энергии и меньшее количество циклов, чем в случае роста серповидной трещины. Проекция КДмРУТ на плоскость ПЗ (рис.13) позволила определить подрастание усталостной трещины при любом значении количества циклов в диапазоне, соответствующем многоцикловой усталости.
С, т - постоянные формулы Пэриса.
Рисунок 11 - Кинетическая диаграмма
роста усталостной трещины. 1 - медленный рост трещины (КДмРУТ), 2 - быстрый рост трещины (КДРУ Т)
Рисунок 13 - Проекция на плоскость П.З пространственной кривой КДмРУТ
Рисунок 12 - Проекции на плоскость П. 1 пространственных кривых КДмРУТ (МИ-11)- I, КДРУТ (1ШТ1Ю]У) - 2 Анализ усталостного излома с серповидной трещиной по рис. 8 позволил определить безопасную (эффективную) глубину а6езоп усталостной трещины (4), которую можно использовать в качестве критерия безопасного повреждения детали. Данный критерий определяет максимально допустимую эксплуатационную глубину усталостной трещины при изгибе детали до которой гарантируется безопасная работа детали в течение всего ресурса.
п 3 '7 п 3 3
1 + 2- и т
щи \ тих /_
* МЛ
К
(4)
где аэф - расчетная глубина усталостной трещины в пределах угла 2 вэф, а„га - максимальная глубина усталостной трещины, п - количество измерений в пределах угла в],
tg в[ - отношение размаха серповидной трещины к минимальной жесткости Н (#/).
Предлагаемая методика количественной оценки кинетики медленного роста усталостной трещины подходит к деталям круглого поперечного сечения. Это валы, балки, оси, болты, шпильки, диаметром от 20 и более из конструкционных сталей и сплавов. Она может распространяться и на детали различного поперечного сечения, так как построена на принципе перехода от детали, имеющую серповидную трещину, как результат концентрации напряжений, к материалу, как результат отсутствия концентрации напряжений, т.е. полуэллиптическую трещину. Область применения методики имеет широкий диапазон, как в авиа и судостроении, так и в общем машиностроении.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
1. На базе сравнительного анализа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов, испытанных по различным методикам в условиях простого и сложного нагружения получены геометрические и си-
ловые характеристики, которые позволяют для соответствующего материала на различных диаметрах и опасных поперечных сечениях прогнозировать параметры усталостной трещины.
2. Получен эффективный коэффициент качества технологического упрочнения KVr=0,65...0,7, который позволяет совершенствовать технологические режимы ППД, дающие соответствующие эпюры остаточных напряжений трех видов: вогнутой, выпуклой и выпуклой с подповерхностным максимумом, что влияет на механизм зарождения усталостных трещин.
3. На базе макроструктурного анализа рельефа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов установлены закономерности формирования макрорельефа, которые позволяют уточнять расчётную схему детали при оценки её прочности и давать рекомендации для её проектирования.
4. На базе исследования макрорельефа разработана методика оценки роста усталостной трещины деталей, которая позволяет оценивать остаточный ресурс детали с трещиной путём расчёта периода роста усталостной трещины и определения её скорости в процессе эксплуатации деталей машин. Разработанные положения методики могут заложить фундаментальную основу проектирования деталей по их безопасному повреждению. Методика внедрена в ООО Инженерном центре «Экспертиза, диагностика, освидетельствование» (г. Самара) и в ЦИЛ государственного центра «Безопасность полётов на воздушном транспорте» (г. Москва).
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ: в рецензируемых журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ:
1. Хибник, Т.А. Прогнозирование предела выносливости по разрушению деталей, изготовленных методами опережающего поверхностного пластического деформирования [Текст] / В.Ф. Павлов, С.А. Бордаков, Ю.Н. Сургутанова, Т.А. Хибник, О.В. Каранаева // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия физико-математические науки. - 2005. - № 34. - С.60-67.
2. Хибник, Т.А. Влияние частоты и нагрузки на волновые деформационные процессы- при-многоцикловой усталости [Текст] / Ю.И. Кольцун, Б.Е. Мельников, Т.А. Хибник, A.A. Прохоров // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета - 2009. - №3.4.2.-С.274-282.
3. Хибник, Т.А. Методика расчёта периода роста усталостной трещины и ее графическое обобщение [Текст] / Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник, И Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета,- 2009. - № 3. 4.2. - С. 70-79
В других изданиях:
4. Хибник, Т.А. Математическое моделирование эффективной величины ^распространяющейся трещины усталости [Текст] / Ю.И. Кольцуй, Е.А. Денискина, Т.А. Хибник //Математическое моделирование и краевые задачи: сборник научных трудов XII научно-технической конференции - Самарский государственный технический университет. - Самара, 2002.-С.87-91.
5. Хибник, Т.А. Математическая оценка критерия безопасности при эксплуатации деталей с трещинами [Текст] / Ю.И. Кольцуй, Е.А. Денискина, Т.А. Хибник, //Математическое моделирование и краевые задачи: сборник научных трудов XIII научно-технической конференции - Самарский государственный технический университет. - Самара, 2003. - С.88-92.
6. Хибник, Т.А. Определение предела выносливости по образованию первой макротрещины в условиях простого и сложного нагружения [Текст] / Ю.И. Кольцун, A.A. Прохоров, Т.А. Хибник // Труды Международной научно-технической конференции — Самарский государственный аэрокосмический университет. - Самара, 2003. -С.40-42.
7. Хибник, Т.А. Прогнозирование предела выносливости по трещинообра-зованию на основе механики остаточных напряжений [Текст] / Т.А. Хибник // Тезисы докладов XXV Российской школы по проблемам науки и технологий, посвященной 60-летию Победы -Межрегиональный совет по науке и технологиям. - Миасс, 2005. — С.26.
8. Khibnick, Т.А. An engineering method calculation of fatigue crack growth period / Yu. I. Koltsoun., T.A. Khibnick, A.Yu. Koltsoun // International Conference Assessment of reliability of materials and structures: problems and solutions RELMAS'2008.-St.Petersburg, Russia, 17-20 June, 2008.-p. 173-177.
9. Хибник, Т.А. Аналитическая связь физических параметров нагружения и математических параметров разрушения [Текст] / Т.А. Хибник, Ю.И. Кольцун, А.А Прохоров // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 24-26 июня 2009г. - Самара: СГАУ, 2009. -В 24. Ч.1.-С.69-70.
Ю.Хибник, Т.А. Неоднородность фронта трещины [Текст] / Ю.И. Кольцун, Б.Е. Мельников, Т.А. Хибник // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 24-26 июня 2009г. - Самара: СГАУ, 2009. -В 24.4.1. -с.71-72.
11.Хибник, Т.А. Методика построения кинетической диаграммы медленного роста усталостной трещины [Текст] / Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 24-26 июня 2009г. - Самара: СГАУ, 2009. - В 24.4.1. - с.205-206.
12.Хибник, Т.А. Чувствительность зон пластических деформаций к частоте циклического нагружения при разрушении стали [Текст] / Ю.И. Кольцуй, Т.А. Хибник //Первые московские чтения по проблемам прочности материалов: тезисы докладов научно-технической конференции 1-3 декабря 2009г. - Москва: Ж РАН, 2009. - С. 102.
13. Хибник, Т.А. О высвобождающейся энергии при волновом формировании берегов усталостной трещины в стальных сплавах [Текст] / Ю.И. Кольцуй, Б.Е. Мельников, Т.А. Хибник // Первые московские чтения по проблемам прочности материалов: тезисы докладов научно-технической конференции 1-3 декабря 2009г. - Москва: ИК РАН, 2009. -С. 103.
14.Хибник, Т.А. Объем работы коэффициента интенсивности напряжений в условиях мало и многоцикловой усталости. Уравнения энергетического баланса МЦУ и МнЦУ [Текст] /Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник, А.Ю. Кольцун // XIX Петербургские чтения по проблемам прочности: материалы докладов научно-технической конференции 1315 апреля 2010г. -Санкт-петербург,20 Юг.- 4.2. - С. 364-368.
15. Хибник, Т.А. Автогенерация колебаний ультразвукового диапазона на уровне наноструктуры стали при многоцикловой усталости [Текст] /Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник, H.A. Шептунова, М.А. Арестова // 50 Международный научный симпозиум «Актуальные проблемы прочности»: материалы докладов научно-технической конференции 27 сентября-1 октября 2010г. -Витебск,Беларусь,2010г.- С. 186-189.
16. Хибник, Т.А. Связь частоты нагружения детали и волновых процессов в зонах пластических деформаций [Текст] / Т.А. Хибник, Ю.И. Кольцун // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 28-30 июня 2011 г. - Самара: СГАУ, 2011. - В 24. Ч. 1. - с. 115-116.
17.Хибник, Т.А. Методика оценки остаточной долговечности детали с усталостной трещиной [Текст] / Т.А. Хибник, Ю.И. Кольцун // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции конф.28-30 июня 2011г. - Самара: СГАУ, 2011. - В 24.4.1. - с.123-124.
18.Хибник, Т.А. Оценка качества технологического процесса поверхностного пластического деформирования по эпюрам остаточных
напряжений [Текст] / Т.А......Хибник,-ЛО.И. Кольцун // Проблемы и
перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 28-30 июня 2011г. -Самара: СГАУ, 2011. - В 24.4.1. - с. 126-127.
Подписано в печать 23. И. 11.
Формат 60 х 84/16 Бумага ксероксная. Печать оперативная.
Объем -1,0 усл. п. л. Заказ № 204. Тираж 100 экз.
Отпечатано в типографии «Инсома-пресс» ул. Санфировой, 110А, оф. 22А, тел. 222-92-40
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ.
ВВЕДЕНИЕ.
1 Обзор литературных источников и постановка задач исследований.
1.1 Поверхностный слой с остаточными напряжениями и образование усталостных трещин.
1.2 Основные положения механики разрушения и современные аспекты.
1.3 Волновые деформационные процессы в металлах.
1.4 Методики оценки остаточной долговечности детали с трещиной.
1.5 Постановка задач исследования.
2 Анализ усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов.
2.1 Анализ известных изломов цилиндрических образцов при простых деформациях.
2.1.1 Экспериментальная машина, образцы и методика испытаний.
2.1.2 Результаты испытаний и типичные изломы.
2.2 Анализ экспериментальных изломов компактных образцов при сложном сопротивлении.
2.2.1 Универсальная сервогидравлическая испытательная система, образцы и методика испытаний.
2.2.2 Результаты испытаний и типичные изломы.
Двадцатый век ознаменовался бурным ростом научного и технического прогресса. Создание численных методов расчета на прочность деталей и конструкций [9, 27, 96] ускорило как процесс проектирования, так и оценки надежности машин. Однако, довольно часто при установленных нормах расчетов на прочность в процессе эксплуатации машин, в деталях возникали усталостные трещины там, где их никто не ожидал [103, 104]. Нередко усталостные трещины возникали в зонах концентрации напряжений [66], даже при небольших нагрузках. В практике экспертизы разрушения деталей это, как ни странно, стало уже правилом. Анализ механизма образования усталостных трещин фактически сразу пошёл по пути поиска области зарождения трещины по репликам шевронного следа и исследованию её микроструктуры. Такой подход позволил снять некоторые проблемы на микроструктурном уровне определения механизмов зарождения и роста усталостной трещины (РУТ), но не позволил выявить причины разрушений при малых эксплуатационных напряжениях. Анализ микроструктуры локальных зон разрушения, а также существующие численные методы расчетов не позволили вывести аналитические зависимости, определяющие такие характеристики металла, как предел выносливости по трещинообразованию [30,33] и зависимость коэффициента интенсивности напряжений (КИН) от толщины и жесткости детали.
Данные вопросы, относящиеся к первоосновам механики разрушения, частично решены с помощью макроструктурного анализа усталостных изломов [37]. Это позволило заявить о макроподходе к проблеме долговечности деталей и конструкций, как о вероятном направлении, открывающем законы взаимной связи макропроцессов разрушения, обобщающих множество законов трещино-образования на микроуровне.
В настоящее время, всё более актуальным с точки зрения экономических соображений становится вопрос, связанный с продлением ресурса деталей машин, в опасных зонах которых имеются усталостные трещины [58]. Как показывает практика, стадия развития этих трещин весьма продолжительна и носит временной период, в который входит безопасное время эксплуатации. Возникает вопрос, каков гарантированный остаточный срок безопасной эксплуатации и возможно ли его продление после отработки конструкцией заданного ресурса?
Поскольку в настоящее время проектирование деталей основано на принципе безопасного ресурса (safe-life), в этой связи назрела необходимость разрабатывать методики расчета долговечности по принципу безопасного или допустимого повреждения (damage tolerance) [125,126,130] деталей, которые допускают наличие трещин малой глубины, скорость которых относится к медленному росту, т.е. меньше 10~5 мм/цикл. Исследования в области медленного РУТ, позволяет количественно оценивать надежность деталей с трещиной и их гарантированный остаточный срок безопасной эксплуатации. Также открывается возможность управлять процессом РУТ, оценивая при этом скорость и направление её роста [115].
В основном, процесс зарождения и распространения трещин происходит с поверхности. Рассматривая поверхностный слой, необходимо учитывать и методы его упрочнения [69], позволяющие улучшать качество поверхностного слоя и его несущую способность [96, 97,98,99]. К одним из таких методов относится поверхностное пластическое деформирование (1111Д) слоя при котором на поверхности создаются остаточные сжимающие напряжения. Кинетика усталостной трещины, зарождающейся с поверхности, в существенной степени зависит от величины и характера распределения остаточных напряжений (ОН) в поверхностном слое детали [36].
Исследованием макрорельефа занимались на этапе 50-х годов XX века, и Россия в этой области занимала лидирующие позиции. Фундаменталистами в решении этой проблемы были Я.Б. Фридман, Зайцев, Гордеева [105]. Но не достаточно был изучен процесс зарождения и развития трещин в твердых сплошных) телах типа solid, испытывающих циклическое нагружение в области мало- и многоцикловой усталости, в силу сложности и дороговизны массовых сертифицированных испытаний. Однако, несмотря на это требуются дальнейшие усилия в разработке аналитических расчетных методик, определяющих количественные характеристики трещинообразования и механизмы их зарождения в сплошных деталях. На сегодняшний день такой как методики количественной оценки кинетики медленного роста усталостной трещины деталей не существует. Решение этого вопроса и является целью данной работы.
Цель диссертационной работы - обеспечение безопасности в процессе эксплуатации деталей с усталостными трещинами в пределах ресурса за счёт разработки методики количественной оценки кинетики медленного роста усталостных трещин на базе исследования макрорельефа усталостных изломов.
Поставленная задача носит междисциплинарный характер и ее решение возможно с помощью нового научного направления синергетики. Благодаря которой представилась возможность из анализа макрорельефа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов с помощью комплексного метода (расчетно-экспериментального) получить полноценную информацию о всей совокупности реализованных реальных факторов воздействия на материал, которые вызвали распространение трещины.
В качестве объекта исследования были выбраны процессы взаимной связи напряжений и деформаций, определяющие зарождение усталостных трещин и распространение их линии фронта, а предметом исследования стала геометрия макрорельефа в области усталостных изломов и их окрестности, определяемая наличием пластических деформаций на линии фронта трещины и на прилегающей к зоне разрушения поверхности цилиндрических образцов с концентратором и компактных образцов без концентратора.
Общий методологический подход к решению задачи построен на системном анализе морфологии усталостных изломов исследуемых образцов и деталей с ОН и без них. Теоретические исследования проводились на базе фундаментальных разработок в области технологии машиностроения, теории математического моделирования, механики разрушения, механики деформируемого твердого тела, волновой механики. Экспериментальные исследования проводились в научной лаборатории кафедры сопротивления материалов Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
Достоверность полученных результатов и правомерность принятых допущений основана на сходимости теоретических и экспериментальных данных, полученных расчётным путем по разработанной методики для ранее испытанных цилиндрических образцов и экспериментальным путем на аттестованной установке ГЫ^ТЯОМ 8801 для компактных образцов. Разработанные положения макроструктурного анализа подтверждены ранее проведенным анализом микроструктуры усталостных изломов.
Научная новизна заключается в следующем:
1. Установлено, что для различных сталей существует определённая частота внешнего нагружения, при которой в области пластических деформаций формируются волновые деформационные процессы.
2. Предложен новый подход к оценке оптимизации режимов поверхностного пластического упрочнения с точки зрения двух механизмов зарождения усталостных трещин, выраженный в оценке эффективного коэффициента качества технологического упрочнения поверхностного слоя - КуТ, который можно рассматривать как критерий качества ППД, определяемый диапазоном безразмерных значений 0,3. .0,7.
3. Установлена связь между теоретическим коэффициентом концентрации напряжений и геометрией усталостного излома при кручении по профи-лограмме контура излома.
4. Разработана методика оценки роста усталостной трещины.
5. Построена кинетическая диаграмма медленного роста усталостной трещины (КДмРУТ) в системе координат АК,с1а/с1Ы (декартовой системе координат 2Б) и в трехмерной системе координат ЗЭ с учётом числа циклов N.
Научные результаты исследований, полученные в диссертации, имеют большую практическую ценность.
Полученный эффективный коэффициент качества технологического упрочнения КуТ дает возможность разрабатывать технологические рекомендации для режимов упрочнения ППД по оптимальному распределению остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентраторами, благодаря которым обеспечивается повышение сопротивления усталости деталей машин в процессе их эксплуатации.
Исследование макрорельефа усталостных изломов деталей позволяет устанавливать закономерности и причины усталостного разрушения, прогнозировать остаточную долговечность деталей с трещиной в условиях простого и сложного нагружения, рассчитывать безопасную глубину медленнорастущей усталостной трещины для деталей из пластичных металлов и сплавов.
Разработанная инженерная методика количественной оценки кинетики медленного роста усталостной трещины позволяет оценивать остаточный ресурс деталей с трещиной путем расчёта периода роста усталостной трещины, выраженного в количестве циклов и определения её скорости в процессе эксплуатации на этапе дефектоскопического контроля детали.
По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе: 9 статей (три из перечня изданий ВАК), 9 тезисов докладов. Ниже приведен список публикаций:
1. Хибник, Т.А. Математическое моделирование эффективной величины нераспространяющейся трещины усталости [Текст] / Ю.И. Кольцун, Е.А. Денискина, Т.А. Хибник //Математическое моделирование и краевые задачи: сб. научных трудов XII научно технической конференции - Самарский государственный технический ун-т. - Самара, 2002. - С.87-91.
2. Хибник, Т.А. Математическая оценка критерия безопасности при эксплуатации деталей с трещинами [Текст] / Ю.И. Кольцуй, Е.А. Денискина, Т.А. Хибник //Математическое моделирование и краевые задачи: сб. научных трудов XIII научно технической конференции -Самарский государственный технический ун-т - Самара, 2003-С.88-92.
3. Хибник, Т.А. Определение предела выносливости по образованию первой макротрещины в условиях простого и сложного нагружения [Текст] / Ю.И. Кольцун, A.A. Прохоров, Т.А. Хибник // Труды Международной научно-технической конференции - Самарский государственный аэрокосмический ун-т. - Самара, 2003. - С.40-42.
4. Хибник, Т.А. Прогнозирование предела выносливости по разрушению деталей, изготовленных методами опережающего поверхностного пластического деформирования [Текст] / В.Ф. Павлов, С.А. Бордаков, Ю.Н. Сургутанова, Т.А. Хибник, О.В. Каранаева // Вестник Самарского государственного технического ун-та. Серия физико-математические науки. - 2005. - № 34. - С.60-67. (Из перечня изданий ВАК)
5. Хибник, Т.А. Прогнозирование предела выносливости по трещинообра-зованию на основе механики остаточных напряжений [Текст] / Т.А. Хибник // Тезисы докладов XXV Российской школы по проблемам науки и технологий, посвященной 60-летию Победы - Межрегиональный совет по науке и технологиям. - Миасс, 2005. - С.26.
6. Khibnick, Т.А. An engineering method calculation of fatigue crack growth period / Yu. I Koltsoun., T.A. Khibnick, A.Yu. Koltsoun // International Conference Assessment of reliability of materials and structures: problems and solutions RELMAS' 2008. - St. Petersburg, Russia, 17-20 June, 2008. -p.173-177.
7. Хибник, Т.А. Аналитическая связь физических параметров нагружения и математических параметров разрушения [Текст] / Т.А. Хибник, Ю.И.Кольцун, A.A. Прохоров // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научнотехнической конференции 24-26 июня 2009г. - Самара: СГАУ, 2009. - В 24. 4.1. - с.69-70.
8. Хибник, Т.А. Неоднородность фронта трещины [Текст] / Ю.И. Кольцун, Б.Е. Мельников, Т.А. Хибник // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 24-26 июня 2009г. - Самара: СГАУ, 2009. - В 24. 4.1. - с.71-72.
9. Хибник, Т.А. Методика построения кинетической диаграммы медленного роста усталостной трещины [Текст] / Ю.И.Кольцун, Т.А. Хибник // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 24-26 июня 2009г. - Самара: СГАУ, 2009. - В 24. 4.1. - с.205-206.
10.Хибник, Т.А. 4увствительность зон пластических деформаций к частоте циклического нагружения при разрушении стали [Текст] / Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник, //Первые московские чтения по проблемам прочности материалов: тезисы докладов научно - технической конференции 1-3 декабря 2009г. - Москва: ИК РАН, 2009. - С. 102.
11. Хибник, Т.А. О высвобождающейся энергии при волновом формировании берегов усталостной трещины в стальных сплавах [Текст] / Ю.И. Кольцун, Б.Е. Мельников, Т.А. Хибник // Первые московские чтения по проблемам прочности материалов: тезисы докладов научно-технической конференции 1-3 декабря 2009г. - Москва: ИК РАН, 2009. - С. 103.
12. Хибник, Т.А. Влияние частоты и нагрузки на волновые деформационные процессы при многоцикловой усталости [Текст] / Ю.И. Кольцун,
Б.Е. Мельников, Т.А. Хибник, A.A. Прохоров // Вестник Самарского государственного аэрокосмического ун-та. - 2009. - № 3. 4.2. - С. 274282. (Из перечня изданий ВАК)
13.Хибник, Т.А. Методика расчета периода роста усталостной трещины и ее графическое обобщение [Текст] / Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник // Вестник
Самарского государственного аэрокосмического ун-та. - 2009. - № 3. 4.2. - С. 70-79. (Из перечня изданий ВАК)
14. Хибник, Т.А. Объем работы коэффициента интенсивности напряжений в условиях мало и многоцикловой усталости. Уравнения энергетического баланса МЦУ и МнЦУ [Текст] / Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник, А.Ю.Кольцун // XIX Петербургские чтения по проблемам прочности: материалы докладов научно - технической конференции 13-15 апреля 2010г. - Санкт-петербург,20Юг. - 4.2. - С. 364-368.
15. Хибник, Т.А. Автогенерация колебаний ультразвукового диапазона на уровне наноструктуры стали при многоцикловой усталости [Текст] Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник, H.A. Шептунова, М.А. Арестова // 50 Международный научный симпозиум «Актуальные проблемы прочности»: материалы докладов научно - технической конференции 27 сентября-1 октября 2010г. - Витебск, Беларусь, 2010г. - С. 186-189.
16. Хибник, Т.А. Связь частоты нагружения детали и волновых процессов в зонах пластических деформаций [Текст] / Т.А. Хибник, Ю.И.Кольцун // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов международной научно-технической конференции 28-30 июня 2011 г. - Самара: СГАУ, 2011. - В 24. Ч. 1. - с. 115-116.
17. Хибник, Т.А. Методика оценки остаточной долговечности детали с усталостной трещиной [Текст] / Т.А. Хибник, Ю.И.Кольцун // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов научно-технической конференции 28-30 июня 2011г. - Самара: СГАУ, 2011. - В 24. 4.1. - с.123-124.
18. Хибник, Т.А. Оценка качества технологического процесса поверхностного пластического деформирования по эпюрам остаточных напряжений [Текст] / Т.А. Хибник, Ю.И.Кольцун // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов научно-технической конференции 28-30 июня 2011г. - Самара: СГАУ, 2011. - В
24. 4.1. - с.126-127.
Результаты диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях (НТК) и семинарах (НТС): XII, XIII Межвузовской конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (СамГТУ, Самара, 2002-2003г.г.), Международная НТК «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения» (RELMAS 2008), (СПбГПУ, С-Пб., 2008г.), Международная НТК «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (СГАУ, Самара, 2009г.), Международная НТК «Первые московские чтения по проблемам прочности материалов» (Учреждение РАН Институт Кристаллографии им. А.В. Шубинкова РАН, Москва, 2009г.), НТС кафедры основ конструирования машин СГАУ (2009-2011 г), НТС кафедры математического моделирования в механике СамГУ (СамГУ, 2011г.).
Результаты диссертации внедрены в центральной исследовательской лаборатории (ЦИЛ) государственного центра «Безопасность полетов на воздушном транспорте» (г. Москва) и в инженерном центре «Экспертиза, диагностика, освидетельствование», г. Самара.
Диссертация выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» на кафедре основ конструирования машин. Она состоит из введения, пяти глав, заключения. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, включает 86 рисунков, 26 таблиц. Список литературы содержит 139 наименований.
5.5 Основные результаты и выводы по главе
1. На базе макроструктурного анализа рельефа усталостного излома цилиндрического образца разработана инженерная методика количественной оценки кинетики медленного роста усталостной трещины, позволяющая количественно оценивать период усталостной трещины и ее скорость в деталях с развивающейся (медленнорастущей) усталостной трещиной. ,
2. На примере стали 45 и созданной методики, получена формула расчета периода роста усталостной трещины по диаграмме относительных КИН. Определено количество циклов Л^=5,226-106 до достижения усталостной трещины максимально допустимой величины апред=3,55 мм.
3. На основании разработанной методики построена КДмРУТ, которая впервые представлена в системе координат 2Б и ЗБ (в координатах: скорость роста трещины - йа/(Ш, коэффициент интенсивности напряжений -АК, число циклов нагружения - Ы). Данная диаграмма позволяет оценивать скорость роста усталостной трещины, наглядно видеть и определять подрастание усталостной трещины при любом значении количества циклов в диапазоне, соответствующем многоцикловой усталости.
4. Определена энергия при продвижении трещины вглубь материала. Установлено, что при энергии С=83,182-10~5 МПа-м на критической глубине а= 1,2 мм серповидной трещины в плоскости задания нагрузки, дальнейшее развитие полуэллиптической трещины сопровождается увеличением энергии почти в два раза ((7=149,1-10° МПа-м), в то время как площади серповидной и полуэллиптической трещин практически соизмеримы (одинаковы).
5. Построена диаграмма скорости роста энергии сЮ/с1а, анализ которой показал, что развитие полуэллиптической трещины сопровождается снижением скорости нарастания энергии и уменьшением скорости формирования этой трещины по глубине и площади берегов в рабочих зонах. Это означает, что в гладких деталях усталостная трещина растет быстрее, чем в деталях с концентрацией напряжений.
6. Определена безопасная глубина усталостной трещины абезоп =0,42 мм, которую можно использовать как критериальный параметр безопасного повреждения детали. Данный критерий определяет максимально допустимую эксплуатационную глубину усталостной трещины при изгибе детали, до которой гарантируется безопасная работа детали в течение всего ресурса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате теоретического и экспериментального исследования макрорельефа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов решена крупная научно техническая задача, имеющая практическое значение. На базе макроструктурного анализа морфологии усталостных изломов разработана методика количественной оценки кинетики медленного роста усталостных трещин с целью обеспечения безопасности в процессе эксплуатации деталей с усталостными трещинами в пределах ресурса. Макроструктурный анализ рельефа поверхности разрушения детали с медленнорастущей усталостной трещиной позволил установить аналитические зависимости геометрии излома и физико-механических характеристик детали, а также параметров её трещинообра-зования и разрушения.
Обобщая проведенные исследования, можно сделать следующие выводы:
1. На базе сравнительного анализа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов, испытанных по различным методикам в условиях простого и сложного нагружения получены геометрические и силовые характеристики, которые позволяют для соответствующего материала на различных диаметрах и опасных поперечных сечениях прогнозировать параметры усталостной трещины.
2. Получен эффективный коэффициент качества технологического упрочнения КуТ=0,65.0,7, который позволяет совершенствовать технологические режимы ППД, дающие соответствующие эпюры остаточных напряжений трех видов: вогнутой, выпуклой и выпуклой с подповерхностным максимумом, что влияет на механизм зарождения усталостных трещин.'
3. На базе макроструктурного анализа рельефа усталостных изломов цилиндрических и компактных образцов установлены закономерности формирования макрорельефа, которые позволяют уточнять расчетную схему детали при оценки ее прочности и давать рекомендации для ее проектирования.
4. На базе исследования макрорельефа разработана методика оценки роста усталостной трещины деталей, которая позволяет оценивать остаточный ресурс детали с трещиной путем расчета периода роста усталостной трещины и определения ее скорости в процессе эксплуатации деталей машин. Разработанные положения методики могут заложить фундаментальную основу проектирования деталей по их безопасному повреждению. Методика внедрена в ООО Инженерном центре «Экспертиза, диагностика, освидетельствование» (г. Самара) и в ЦИЛ государственного центра «Безопасность полетов на воздушном транспорте» (г. Москва).
Хотелось отметить, что представленные материалы исследования макрорельефа усталостных изломов является прежде всего, образцом количества съема информации с одной единицы площади разрушения без наличия сложного лабораторного оборудования. Это очень важно в условиях проведения предварительной экспертизы разрушений и дальнейшего выбора дополнительных или альтернативных методов исследований. Многообразие усталостных изломов позволит разработать статистические особенности закономерностей зарождения и развития усталостных трещин и в конечном итоге, систематизируя исследования макроструктуры разрушений создать стройную теоретическую концепцию определения причин усталостных разрушений во взаимной связи с локальными процессами на микро-мезо и наноструктурных уровнях.
1. Баренблатт, Г.И. О равновесных трещинах, образующихся при хрупком разрушении Текст. Г.И. Баренблатт // Доклады АН СССР. Т. 127. - 1959. -№1.
2. Беляев, Н.М. Сопротивление материалов Текст. /Н.М. Беляев. М.: Наука, 1976.-607с.
3. Биргер, И.А. Остаточные напряжения Текст. /И.А. Биргер. М.: Машгиз, 1963.-232с.
4. Биргер, И.А. Проблемы остаточных напряжений Текст. /И.А. Биргер // Остаточные напряжения и методы регулирования: Труды всесоюзного симпозиума,- М.: ИПМ АН СССР. -1982.-С. 5-17.
5. Биргер, И.А. Расчеты на прочность деталей машин: Справочник Текст. / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иоселевич. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. -702 с.
6. Бойцов, Б.В. Некоторые закономерности усталостных изломов образцов, упрочненных ППД Текст./ Б.В. Бойцов, Г.Н. Кравченко //Вестник машиностроения. 1983. - № 4. - С. 10-13.
7. Бройль, Луи де. Введение в волновую механику Текст./ Луи де Бройль. Пер. с фр./ Под ред. Д.Д. Иваненко. Изд. 2-е, испр. М.: Едиториал УРСС. - 2005. -232с.
8. Бродовой, В.А. Некоторые закономерности формирования остаточных напряжений в зонах концентратора и усталостной трещины при циклическом нагружении Текст. /В.А. Бродовой, П.П.Михеев, О.И. Гуща // Автоматическая сварка. 2001. - №2. - С.9-11.
9. Вольфарт, X. Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность Текст./ X. Вольфарт// Поведение стали прн циклических нагрузках.- М.: Металлургия.- 1983.- С.243-275.
10. Власов, В.Т. Физическая теория процесса «деформация разрушение». 4.1. Физические критерии предельных состояний металла Текст./В.Т. Власов,
11. A.П. Дубов. М.: ЗАО «Тиссо», 2007. - 517с.
12. Владимирский, В.И. Дисклинации. Экспериментальное исследование и теоретическое описание Текст./ под ред. В.И. Владимирского. JL: Изд-во ФТИ, 1982.
13. Гольдштейн, Р.В. Волны Рэлея и резонансные явления в упругих телах Текст. / Р.В. Гольдштейн // Прикладная математика и механика. 1965. -Т.29. - №3. - С.516-525
14. Добролюбов, А.И. Бегущие волны деформации Текст./ А.И. Добролюбов. Изд.2-е, испр. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 144с.
15. Жилюкас, А.Ю. Разрушение конструкционных элементов Текст./А.Ю. Жилюкас. Вильнюс: Мокслас.- 1988.- 108с.
16. Жюльен, Р. Фрактальные агрегаты Текст./ Р. Жюльен // УФН. 1989- -Т. 157. - Вып.2. - С.339-357.
17. Захарова, Т.Д. Статистическая природа усталости Текст./ Т.Д. Захарова // Конструкционная прочность машин и деталей газотурбинных двигателей: сб. науч. трудов под ред. И.А. Биргера и Б.Ф. Балашова. М.: Машиностроение, 1981. - С.23-29.
18. Иванов, С.И. Роль остаточных напряжений в сопротивление усталости при кручении в условиях концентрации напряжений Текст./ С.И. Иванов,
19. B.Ф.Павлов, A.A. Прохоров // Вопросы прочности и долговечности элементов авиационных конструкций. Куйбышевский авиационный Ин-т.- Куйбышев, 1986.-С.136-142.
20. Иванов, С.И. Определение остаточных напряжений в резьбе болтов методом колец и полосок Текст./ С.И. Иванов, Н.Г.Трофимов, Э.И. Фрейдин. // Вестник машиностроения,- 1980,- №5.- С.37-35.
21. Иванов, С.И. Метод надрезов для определения остаточных напряжений в цилиндрах Текст./ С.И. Иванов, M.JI. Туровский //Остаточные напряжения. Куйбышевский авиационный Ин-т.- Куйбышев, 1971.- Вып.53.- С.97-106.
22. Иванова, B.C. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов Текст./B.C. Иванова- М.: Наука, 1992. 157 с.
23. Иванова, B.C. Приложение квантовой теории И. Пригожина к анализу самоорганизации частиц наномира Текст./ B.C. Иванова // Прикладная синергетика: сб., т.2.-Уфа: УГНТУ, 2004.-С.105-118.
24. Иоргачев, В.Д. Определение уровня остаточных напряжений в деталях машин при их поверхностном пластическом деформировании Текст. /В.Д. Иоргачев, П.А. Линчевский // Труды Одесского политехнического университета. -2003. № 1 (19).-с. 18-21.
25. Кирпичев, В.А. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости при центральном растяжении-сжатии в условиях концентраций напряжений Текст.: Автореферат диссертации кандидата технических наук.-Куйбышев.- 1990.- 22с.
26. Когаев, В.П. Расчет на прочность при напряжениях, переменных во времени Текст. / В. П. Когаев М.: Машиностроение, 1977. - 232с.
27. Кольцуй, Ю.И. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости элементов деталей машин при сложном нагружении Текст.: Диссертация кандидата технических наук.- Куйбышев, 1992.- 145с.
28. Кольцун, Ю.И. Определение предела выносливости материала по образованию трещины в условиях концентрации напряжений Текст./ Ю.И. Кольцун // Высокие технологии в машиностроении: Материалы Международной НТК,- Самара, 2002,- С. 102-105.
29. Кольцун, Ю.И. Волновые процессы при многоцикловом нагружении детали. Гипотеза плоских продольных сечений Текст. /Ю.И. Кольцун // Вестник Самарского государственного технического ун-та. 2005. - Вып. 34. -С. 199-202.
30. Кольцун, Ю.И. Кинетика усталостных трещин в поле технологических остаточных напряжений Текст.: Диссертация доктора технических на-ук.:01.02.04:защищена 14.02.07: утв. 9.11.07 / Кольцун Юрий Иванович СПб, 2007- 373с.- 7107-5/678.
31. Кольцун, Ю.И. Методика расчета периода роста усталостной трещины и,ее графическое обобщение Текст. / Ю.И. Кольцун, Т.А. Хибник // Вестник Самарского государственного аэрокосмического ун-та. 2009. - № 3. Ч.2.-С.70-79.
32. Кравченко, Б.А. Обработка и выносливость высокопрочных материалов, Текст./ Б.А. Кравченко, К.Ф.Митряев.- Куйбышев, 1968.- 131с.
33. Кроновер, Р. Фракталы и хаос в динамических системах Текст./ Р. Кроно-вер. М.: Техносфера, 2006. - 488с.
34. Кудрявцев, П.И. Задержка развития трещин усталости в результате применения поверхностного наклепа Текст./ П.И. Кудрявцев //Вестник машиностроения: сборник научных трудов. 1972. - №1. - с.57-60.
35. Кудрявцев, П.И. Торможение развития усталостных трещин в сталях с поверхностным наклепом Текст./ П.И. Кудрявцев // Металловедение и термическая обработка металлов.-1974.-№4.- С.40-45.
36. Кудрявцев, Н.И. О критическом размере нераспространяющихся усталостных трещин в стальных поверхностно наклепанных деталях Текст./ П.И. Кудрявцев, Т.И. Морозова // Вопросы прочности крупных деталей машин.-М.: Машиностроение,- 1976.- С.247-256.
37. Кудрявцев, П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины Текст./ П.И. Кудрявцев.- М.: Машиностроение, 1982.- 174с.
38. Левин, В.А. Развитие дефектов при конечных деформациях. Компьютерное и физическое моделирование Текст./ В.А. Левин, В.В.Калинин, К.М.Зингерман, A.B. Вершинин / Под ред. В.А. Левина. М.: ФИЗМАТ-ЛИТ, 2007. - 392с.
39. Лихачев, В.А. Введение в теорию дисклинаций Текст. / В.А. Лихачев, Р.Ю. Хайров. Л.: Изд-во ЛГУ, 1975.
40. Махутов, H.A. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению Текст. / H.A. Махутов- М.: Машиностроение.- 1973.- 201с.
41. Махутов, H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочностьТекст. / H.A. Махутов М.: - 1981. - 272 с.
42. Махутов, H.A. Техническая диагностика остаточного ресурса и безопасности Текст. / H.A. Махутов, М.М. Гаденин // под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Издательский дом «Спектр», 2011. 187с.: ил. - (Диагностика безопасности).
43. Мандельброт, Б. Фрактальная геометрия природы Текст./ Б. Мандельброт- M.: Институт компьютерных исследований, 2002. 656с.
44. Мельников, Б.Е. Многомодельный анализ упругопластического деформирования материалов и элементов конструкций Текст. / Б.Е.Мельников,
45. A.С.Семёнов // Научно-технические ведомости СПбГПУ.- 2007.- №1 (49). -С. 86-97.
46. Мураками, Ю. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: в 2 т. Текст. /Ю. Мураками. М.: Мир, 1990. - Т. 1. - 448с.; Т.2. - 565с.
47. Микляев, П.И. Кинетика разрушения Текст./ П.И. Микляев, Г.С. Нешпор,
48. B.Г. Кудряшов М.: Металлургия. - 1979. - 278с.
49. Морозов, Н.Ф. Математические вопросы теории трещин Текст./ Н.Ф. Морозов .- М.: Наука,- 1984.- 255с.
50. Мотт, Н. Волновая механика и ее применения Текст./ Н. Мотт, И. Снед-дон: Пер. с англ. Изд. 3-е, стереотипное. М.: КомКнига, 2007. - 432с.
51. МР 57-37-74. 1974 Определение предела выносливости при испытании на усталость методом ступенчатого назначения нагрузки Текст./ М.: ВИЛС. -Юс.
52. Нейбер, Г. Концентрация напряжений Текст./ Г. Нейбер / Под ред. А.И.Лурье. М.: ОГИЗ-Гостехиздат, 1947. - 204с.
53. Новожилов, В.В. К основам теории равновесных трещин в упругих телах Текст./ В.В. Новожилов// Прикладная математика и механика. 1969.-№5.
54. Ноймаин, П. Образование и распространение трещин Текст./ П. Ноймаин // Поведение стали при циклических нагрузках.- М.: Металлургия.- 1983.1. C.173-194.
55. Одинцов, Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник Текст. / Л.Г. Одинцов. М.: Машиностроение, 1986.-С. 386.
56. Олемской, А.И. Использование концепции фрактала в физике конденсированных сред Текст./ А.И. Олемской , А.Я. Флат. УФН, 1993. - Т. 163. -№12. - С.1-50.
57. Оксогоев A.A. Прикладная синергетика. Фракталы и компьютерное моделирование структур Текст./ Под ред. A.A. Оксогоева Томск, гос. Универ. - Томск, 2002. - 384с.
58. Осташков, В.Н. Фракталы и их приложения в науке и технике Текст./ В.Н. Осташков/ Под ред. В.Н. Осташкова // Труды Всероссийской НТК Тюмень, 2003.- 198с.
59. Обреимов, И.В. Избранные труды Текст. / И.В. Обреимов. М.: Наука. -1997.-316с.
60. Павлов, В.Ф. О связи остаточных напряжений и предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжений Текст./ В.Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. 1986. - №8. - С. 29-32.
61. Павлов, В.Ф. Влияние величины сжимающих остаточных напряжений на приращение предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжении Текст./ В.Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. -1988.- № 7.- С.10-14.
62. Павлов, В.Ф. Нераспространяющиеся трещины усталости в резьбовых образцах из стали ЗОХГСА Текст./ В.Ф. Павлов и др.; Изд. Куйбышевского авиационного института. Куйбышев, 1986. - Деп. в ВИНИТИ 13.08.86. №5750-В86.
63. Павлов, В.Ф. Влияние на предел выносливости величины и распределения остаточных напряжений в поверхностном слое детали с концентратором. Сообщение 1. Сплошные детали Текст./ В.Ф. Павлов // Известия Вузов Машиностроение,- 1988.- №8.- С.22-26.
64. Панасюк, В.В.Механика разрушения и прочность материалов: Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов Текст./ В.В.
65. Панасюк и др./ Под общ. ред. В.В. Панасюка.- Киев: Наук. Думка.-1990.4.-680с.
66. Панин, В.Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердых тел Текст./ В.Е. Панин // Физическая мезомеханика. 1999. - Т.2(6). - 320с.
67. Панин, В.Е. Структурные уровни деформации твердых тел Текст. / В.Е. Панин, В.А. Лихачев, Ю.В. Гриняев. Новосибирск: Наука, 1985. - 305с.
68. Панасюк, В.В. Деформационные критерии в механике разрушения Текст./В.В. Панасюк // ФХММ, 1986. №7. - С.7-17.
69. Партон, В.З. Механика разрушения. От теории к практике Текст./ В.З. Партон.- М.: Наука,- 1990,- 239с.
70. Партон, В.З. Механика упруго-пластического разрушения Текст./ В.З. Партон, Е.М. Морозов,- М.: Наука.- 1985.- 504с.
71. Пестриков, В.М. Механика разрушения твердых тел Текст. / В.М. Пестри-ков, Е.М.Морозов С-Пб.: Профессия, 2002.-300с.
72. Радченко, А.И. Полная диаграмма точек бифуркации процесса усталостиалюминиевого сплава Д16 Текст./ А.И. Радченко, А.Х. Кабесас // Металлофизика и новейшие технологии.-1998.- №5.-с.72-80.
73. Радченко, А.И. Дискретно-вероятностная модель выработки ресурса деталей и элементов конструкций Текст./ А.И. Радченко // Вопросы эксплуатационной долговечности и живучести конструкций летательных аппаратов. -Киев: КНИГА, 1982. С.3-12.
74. Ратчиев, A.M. Анализ трещиностойкости дисков турбины Текст./ A.M. Ратчиев, И.В. Карпман, О.В. Самсонова // Авиадвигатели XXI века: материалы докладов III Международной НТК 3-5 декабря 2010г. Москва: ЦИ-АМ, 2010г.- С. 593-594.
75. РТМ-1306. Поверхностное упрочнение деталей при виброобработке Текст.- М.: НИАТ.- 1973.- 112с.
76. Серенсен, C.B. Прочность при переменном сложном напряженном состоянии Текст./ C.B. Серенсен // 0 прочности деталей машин при действии переменных нагрузок. Изд. АН СССР. - 193с.
77. Серенсен, C.B. Прочность при переменном сложном напряженном состоянии. Изгиб с кручением Текст./ C.B. Серенсен // Вестник машиностроения.-1943,- №6.
78. Серенсен, C.B. К вопросу об оценке сопротивления усталости поверхностно упрочненных образцов с учетом кинетики остаточной напряженности Текст./ C.B. Серенсен, С.П.Борисов, H.A. Бородин // Проблемы Прочности -1969.-№2.-с.З-7.
79. Серенсен, C.B. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. Справочное пособие Текст./ C.B. Серенсен, В.П. Когаев, Р.М Шней-дерович.- М.: Машиностроение, 1975.-488с.
80. Сулима, A.M. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов Текст./ A.M. Сулима, М.И. Евстигнеев. М.: Машиностроение,1974.-255с.
81. Сулима, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин Текст./ A.M. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. М.: Машиностроение , 1988. 240с.
82. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин Текст./ А.Г. Суслов.- М.: Машиностроение, 2000.-320с.
83. Трощенко, В.Т. Сопротивление материалов деформированию и разрушению: Справочник Текст. / В.Т. Трощенко, А .Я. Красовский, В.В. Покровский, Л.А. Сосновский, В.О Стрижало. Киев: Наукова Думка, 1993. - В 2 Ч.:Ч.1 -285с.; 4.2-701с.
84. Филатов, Э.Я. Машина для испытания образцов на усталость при двухосном напряженном состоянии Текст./ Э.Я. Филатов, В.Э. Павловский, В.Н.Белокуров, Ю.Л. Панфилов // Заводская лаборатория. 1971.- №9. - С. 1142-1143.
85. Филипс, К.Е. Усталостные трещины как концентраторы напряжений и их поведение под действием циклических нагрузок Текст./ К.Е. Филипс// В кн.: Усталость самолетных конструкций.- М.: Оборонгиз.- с. 147-171.
86. Фрейденталь, A.M. Накопление усталостных повреждений // Усталость самолетных конструкций Текст./ A.M. Фрейденталь, Р.А Геллер. М.: Обо-ронгиз, 1961.-с. 172-206.
87. Фридман, Я.Б. Строение и анализ изломов металлов Текст. /Я.Б. Фридман, Т.А. Гордеева, A.M. Зайцев. М.: Машиностроение, 1960. - С. 128
88. Хакен, Г. Синергетика Текст./ Г. Хакен М.: Мир, 1980. - 406с.
89. Херцберг, Р.В. Деформации и механика разрушения конструкционных материалов Текст./ Р.В. Херцберг. М.: Металлургия, 1989. - 575с.
90. Шанявский, A.A. Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций. Синергетика в инженерных приложениях Текст./А.А. Шанявский Уфа: Монография, 2002.- 800с.
91. Шанявский, A.A. Моделирование усталостных разрушений металлов. Синергетика в авиации Текст./ A.A. Шанявский. Уфа: ООО « Монография», 2007. - 500с.
92. Шанявский, А.А. Физическая мезомеханика Текст./ А.А. Шанявский. -Уфа: Монография, 2001. т.4(1). - с. 81-95.
93. Эшелби, Дж. Континуальная теория дислокаций Текст./ Дж. Эшелби. М.: Изд-во иностранной литературы , 1963.-247с.
94. Яковлева, Т.Ю. Локальная пластическая деформация и усталость металлов Текст./ Т.Ю. Яковлева. Киев: Наук. Думка, 2003. - 236с.
95. Ярема, С.Я. О закономерностях и математических моделях развития усталостных трещин Текст. / С.Я. Ярема// Механическая усталость металлов: сб.научных трудов Киев, Наукова думка, 1983. - С.214-224.
96. Dugdale, D.S. Yielding of steel sheets containing slits // Journal of the Mechanics and Physics of the Solids. 1960. - Vol 8. - P. 100-104.
97. Delitizia Alfred, T. Improving fatigue life through advanced shot penning techniques / T, Delitizia Alfred // Manuf. Eng. USA, 1984. - №5. - p. 85-87.
98. Dingquan, Zhang. Residual stress in fatigue and its effect on notch fatigue strength / Zhang Dingquan, Xu Kewei, Wang Xike, Hu Naisai // Shot Peening: Sci., Technol., Appl.: Pap. 3 Int Conf., Garmisch-Partenkirchen.: Oberursel, 1987.-p. 625-630.
99. Eletsky, A.V. Fullerenes and carbon structures / A.V. Eletsky and B.M. Smir-nov // Uspekhi Fiz. Nauk. 1995. - p. 977-1009.
100. Frost, N.E. Mesh. Eng. Sci./N.E. Frost. 2(2). - 1960. - p. 109.
101. Gallagher, J.P. The damage tolerant design hand-book / J.P. Gallagher// Metals and Ceramics information Center, MCIC-HB-01R,1984.
102. Goranson, U. G. Continuing airworthiness assessments of jet Transport Structures. (Boeing CAG) / U. G. Goranson // Paper was presented to Second ICA -August 31 September 5, 1997, Lomonosov's Moscow State University, Moscow, Russia.
103. Grenaillage de precontrainte: Air France compte sur Matrasur.- "Surface", 1987. № 190.-p. 53.
104. Griffith, A.A. The phenomena of rupture and flow in solids / A. A. Griffith // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, vol.221.1921. P.163-198.
105. Glinka, G. Residual stress in fatigue and fracture: theoretical analyses and experiments / G. Glinka //Adv. Surface Treat. Vol.4. Oxford e.e., 1987. - p. 413-454.
106. Harisson, J.D. Damage tolerance design / J.D. Harisson// In: Fatigue crack growth. 30 years of progress ( Ed. Smith, R.A.)/ University of Cambridge, Per-gamon Press, 1984. —p/117-131
107. Irwin, G.R. Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate / G.R. Irwin // J. Appl. Mech. 1957. - Vol.24. - №3. - p. 361-364.
108. Koltsoun, Yu. I., An engineering method calculation of fatigue crack growth period / Yu. I. Koltsoun, T.A. Khibnick, A.Yu. Koltsoun // International Conference RELMAS' 2008. St. Petersburg, Russia, 17-20 June 2008 - p.173-177. In Russian.
109. Kornilov, D.A. Thermal vibrations of carbon nanoclusters and fullerenec / D.A. Kornilov, A.I. Melker, S.N. Romanov // Sixth International Workshop on NDTCS- The St. Petersburg Academy of scenes on Strength Problems. SPAS, 2002. P. 39-46.
110. Laird, C. Metallurgical Treatises / C. Laird, J.K. Tien, J.F. Elliot // eds., AIME, Warrendale, Pa.,. 1981. p.505.
111. Ludwik, P. Metallwirt./ P.Ludwik, R. Scheu. 1929. - p. 1-5.
112. McClintock, F.A. Ductile fracture instability in shear / F.A. McClintock // J. Appl. Mech, 25. №4.
113. Paris, P.C. Fracture toughness testing and applications /P.C. Paris, G.C Sih // ASTM STP 381. 1965,- p.39-76.
114. Peterson, R. E. Stress concentration design factors // John Willey and sons. -1953.-520p.
115. Rice, I.R. The role of lage crack tip geometry change in plane strain fracture / I.R. Rice, M.A. Johnson // Inelastic Behavior of solids. 1970. - p. 641-672.
