Исследование влияния предварительных динамических и последующих гигацикловых усталостных нагрузок на долговечность титанового сплава ВТ-8
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2025-2-37-46Аннотация
В работе проведено исследование циклической долговечности титанового сплава ВТ-8 в режиме гигацикловой усталости с предварительным динамическим деформированием. Актуальность постановки определяется важными приложениями – оценкой ресурса материалов и элементов конструкций авиационных газотурбинных двигателей в условиях полетного цикла при случайных динамических воздействиях. Предварительное нагружение образцов из сплава титана ВТ-8 осуществлялось динамическим растяжением на разрезном стержне Гопкинсона–Кольского при скоростях деформации до ~103 c-1, после чего образцы подвергались циклическим нагрузкам на испытательной машине резонансного типа Shimadzu USF-2000 при принудительном воздушном охлаждении сжатым воздухом. Экспериментально реализована программа циклического нагружения с применением методики «in situ» определения накопления усталостных повреждений, основанной на анализе нелинейных проявлений колебаний свободного торца образца. Образование внутренней усталостной трещины и её рост обнаруживаются с помощью методики по изменению коэффициента нелинейности, что позволит установить связь микроскопических механизмов накопления необратимых повреждений усталости с модельными представлениями, а также рассмотреть стадийность развития поврежденности в процессе циклического нагружения в режимах много- и гигацикловой усталости. Обнаружены различные закономерности изменения сигналов амплитуды второй гармоники колебаний свободного торца образцов с различной внутренней структурой, которые связаны с механизмами релаксации напряжений и накоплением повреждений. Усталостное нагружение проводилось на ультразвуковой испытательной машине резонансного типа в диапазоне напряжений 200–500 МПа. Ультразвуковая испытательная машина позволяет испытывать материалы на базе 109–1010 циклов с амплитудой от 1-го и до нескольких десятков микрон с частотой 20 кГц. Циклическое нагружение в указанных режимах обнаружило значительное снижение усталостной долговечности: при уровне напряжений 585 МПа с 2.23·109 критического количества циклов в исходном (недеформированном) состоянии до 6.38·103 для предварительно нагруженного сплава ВТ-8.Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Вестник Пермского университета. Физика
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
