Прогнозирование усталостной долговечности титана ВТ1-0 в различных структурных состояниях при сверхмногоцикловой усталости

Д.Р. Ледон, М.В. Банников, В.А. Оборин, Ю.В. Баяндин, О.Б. Наймарк показать трудоустройства и электронную почту
Получена 27 июля 2021; Принята 23 сентября 2021;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Д.Р. Ледон, М.В. Банников, В.А. Оборин, Ю.В. Баяндин, О.Б. Наймарк. Прогнозирование усталостной долговечности титана ВТ1-0 в различных структурных состояниях при сверхмногоцикловой усталости. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.422-426
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-422-426

Аннотация

Моделирование роста трещины, зародившейся в объёме образцаВ работе приведена экспериментальная методология оценки сверхмногоциклового ресурса применительно к титану ВТ1-0 в субмикрокристаллическом и наноструктурированном состояниях. Экспериментально реализована программа испытаний сверхмногоциклового нагружения (количество циклов 107 –109) с применением методики «in situ» определения накопления необратимых усталостных повреждений, основанной на анализе нелинейных проявлений сигнала обратной связи в замкнутой системе ультразвуковой усталостной установки, которая позволяет установить связь микроскопических механизмов усталости с модельными представлениями, а также рассматривать стадийность развития поврежденности на основе нелинейной кинетики накопления дефектов в процессе циклического нагружения в режимах много- и гигацикловой усталости. Представлена математическая модель деформируемого твёрдого тела, базирующаяся на широкодиапазонных определяющих соотношениях статистической теории дефектов. Предложенная модель содержит параметр структурного скейлинга, позволяющий описывать деформационное поведение и разрушение исследуемого материала в различных структурных состояниях. Описан эффект накопления повреждённости при гигацикловом нагружении. Численные расчёты хорошо предсказывают экспериментальные кривые Вёлера. В осесимметричной постановке решена краевая задача — смоделирован процесс выхода на поверхность трещины, зародившейся внутри материала.

Ссылки (26)

1. С. Bathias, P. Paris. Int. J. Fatigue. 32 (6), 894 (2010). Crossref
2. Z. Huang, D. Wagner, C. Bathias, P. C. Paris. Acta Mater. 58 (18), 6046 (2010). Crossref
3. M. A. Meyers, A. Mishra, D. J. Benson. Progress in materials science. 51 (4), 427 (2006). Crossref
4. I. A. Ovid’ko, R. Z. Valiev, Y. T. Zhu. Progress in materials science. 94, 462 (2018). Crossref
5. E. V. Naydenkin, I. V. Ratochka, I. P. Mishin, O. N. Lykova, N. V. Varlamova. Journal of Materials Science. 52 (8), 4164 (2017). Crossref
6. E. Naydenkin, G. Grabovetskaya, K. Ivanov. Materials Science Forum. 683, 69 (2011). Crossref
7. A. Vinogradov, S. Hashimoto. Materials Transactions. 42 (1), 74 (2001). Crossref
8. H. W. Höppel. Materials Science Forum. 503 - 504, 259 (2006). Crossref
9. V. F. Terent’ev, S. V. Dobatkin, S. A. Nikulin, V. I. Kopylov, D. V. Prosvirin, S. O. Rogachev, I. O. Bannykh. Russian Metallurgy. 2011, 981 (2011). Crossref
10. H. Mughrabi. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 373 (2038), 20140132 (2015). Crossref
11. T. Sakai. Jour. Solid Mech. and Mat. Eng. 3 (3), 425 (2009). Crossref
12. Y.-D. Li, L.-L. Zhang, Y.-H. Fei, X.-Y. Liu, M.-X. Li. Int. J. Fatigue. 82 (3), 402 (2016). Crossref
13. J. H. Cantrell, W. T. Yost. Int. J. Fatigue. 23 (1), 487 (2001). Crossref
14. A. Kumar, C. J. Torbet, T. M. Pollock, J. J. Wayne. Acta Mater. 58 (6), 2143 (2010). Crossref
15. A. Kumar, R. R. Adharapurapu, J. W. Jones, T. M. Pollock. Scr. Mater. 64 (1), 65 (2011). Crossref
16. A. Demčenko, R. Akkerman, P. B. Nagy, R. Loendersloot. NDT & E International. 49, 34 (2012). Crossref
17. Y. Yang, C. T. Ng, A. Kotousov, H. Sohn, H. J. Lim. Mechanical Systems and Signal Processing. 99 (1), 760 (2018). Crossref
18. J. Kober, Z. Prevorovsky. NDT & E International. 61 (1), 10 (2014). Crossref
19. Z. Su, C. Zhou, M. Hong, L. Cheng, Q. Wang, X. Qing. Mechanical Systems and Signal Processing. 45 (1), 225 (2014). Crossref
20. P. Liu, H. Sohn, T. Kundu, S. Yang. NDT & E International. 66, 106 (2014). Crossref
21. Yu. R. Kolobov. Nanotechnologies in Russia. 4 (11-12), 758 (2009). Crossref
22. S. S. Manokhin, A. Y. Tokmacheva-Kolobova, Y. Y. Karlagina, V. I. Betekhtin, A. G. Kadomtsev, M. V. Narykova, Y. R. Kolobov. Journal of Surface Investigation. 15 (1), 59 (2021). Crossref
23. M. V. Narykova, A. G. Kadomtsev, V. I. Betekhtin, Yu. R. Kolobov, S. S. Manohin, A. Yu. Tokmacheva. Journal of Physics: Conference Series. 1697 (1), 012113 (2020). Crossref
24. B. K. Kardashev, M. V. Narykova, V. I. Betekhtin, A. G. Kadomtsev. Physical Mesomechanics. 23 (3), 193 (2020). Crossref
25. O. B. Naimark. Physical mesomechanics. 6 (4), 39 (2003).
26. D. A. Bilalov, V. A. Oborin, O. B. Naimark, M. V. Narykova, A. G. Kadomtsev, V. I. Betekhtin. Technical Physics Letters. 46 (4), 397 (2020). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Российский научный фонд - 19-12-00221