ИСТИНА

Экспериментально-теоретические исследования по физике твердого тела, металловедению, механике деформируемого твердого тела показали, что при многоцикловом нагружении металлов и сплавов развитие дефектов в диапазоне линейных размеров, в среднем, [10-5 ,10] мм, является иерархическим многоуровневым случайным процессом. Предлагаемая модель формулируется в рамках физико-механического подхода как система гипотез о стадийном развитии дефектов на микро-, мезо- и макроуровнях. Из всей иерархии масштабно-структурных уровней рассматриваются шесть уровней в соответствии с известными данными по эволюции структуры металла по различным физическим механизмам до образования одной (нескольких) хрупких макротрещин характерных размеров, которые допускают применение подходов механики разрушения. На каждом уровне вводится функция распределения вероятности достижения дефектами предельного состояния и для нее строятся определяющие соотношения. Формулируется система критериев многоуровневой повреждаемости. В качестве переменной выбирается амплитуда максимального главного напряжения, материальные функции определяются по данным усталостных испытаний с учетом результатов физических исследований по развитию хрупких трещин и в соответствии с экспериментально обоснованными критериями усталостной прочности металлов. Строятся кривые усталости для различных предельных состояний при сложных напряженных состояниях. Для обоснования достоверности предлагаемого подхода в работах автора представлены результаты анализа экспериментальных данных по развитию дефектов на разных масштабно-структурных уровнях в представительном ряде углеродистых, аустенитно-мартенситных, легированных конструкционных сталях; чугунов; металлов: молибдена, никеля, свинца, титана; никелевых, магниевых, алюминиевых, титановых сплавов при различных процессах пропорционального нагружения. В докладе обсуждаются результаты расчетов по модели для сталей и алюминиевых сплавов при двух видах напряженного состояния: осевого циклического нагружения с постоянной составляющей касательного напряжения и циклического кручения с постоянной составляющей осевого напряжения. Показано удовлетворительное соответствие известным опытным данным и известным критериям усталости. Исследованы зависимости областей развития дефектов и их предельных состояний при совместном растяжении с кручением от постоянных составляющих компонент напряжения. Построены кривые усталости по уровням дефектности для рассматриваемых нагружений.