ЗАКОНОМІРНОСТІ НАКОПИЧЕННЯ НЕЛОКАЛІЗОВАНОГО ПОШКОДЖЕННЯ У ПОВЕРХНЕВИХ ШАРАХ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

Abstract

У даній роботі оцінювали статистичні характеристики розсіяння енергії пружних коливань за  параметрами дисперсії виміряного зсуву фаз напружень хвилі пружних деформацій, локально ініційованих у зоні контакту з поверхневим шаром металу хвилеводу резонансної коливальної електромеханічної системи. Метод дозволяє виявити закономірності накопичення розсіяного пошкодження конструкційного елементу за експлуатаційного навантажування, використавши методологічні підходи, застосовані у роботі до лабораторних зразків сталей і сплавів, як модельних об’єктів металоконструкцій.

Встановлено, що зниження дисперсії дискретної непружності  спричиняє зміцнення конструкційного матеріалу, а зростання –знеміцнення. Виявлена циклічність кінетики непружності не залежить від амплітуди напружень циклу і проявляє стохастичну закономірність. Для аналізу отриманої експериментальної послідовності використано рекурентну формулу, що характеризує еволюцію енергетичного стану перед зруйнуванням локального об’єму полікристалічного матеріалу і використовує універсальну сталу руйнування.

На основі запропонованої методики встановлено, що кількість циклів навантажування N₁ відповідає стану конструкційного матеріалу першої точки біфуркації. Розраховані  наступні значення (N₂, N₃, N₄, N₅, N₆) кількості циклів відповідають певним точкам біфуркацій на діаграмі накопичення втомного пошкодження за даними дискретного вимірювання, що дозволяє спрогнозувати довговічність до зруйнування дослідженого зразка поверхневою макротріщиною.

Запропонований підхід до аналізу характеристик розсіяного пошкодження на основі локальних властивостей непружності конструкційних матеріалів зберігає переваги прямих методів дослідження опору втомі матеріалу лабораторних зразків і створює нові можливості для визначення поточного стану пошкодження елемента конструкції.