Представлены результаты исследования процессов, которые сопровождают развитие трещин усталости при циклическом термическом и термомеханическом нагружении элементов конструкций из жаропрочных сплавов. На основании результатов экспериментального исследования кинетики повреждений материалов и численного моделирования термонапряженного состояния при нагружениях, воспроизводящих условия эксплуатации, с использованием методов механики разрушения проанализированы условия распространения усталостных трещин и высказаны рекомендации относительно оценки живучести элементов конструкций типа лопаток газотурбинных установок.

Запропоновано розрахунково-експериментальну методику вивчення впливу циклічного термомеханічного навантаження, яким вважається одночасний вплив на досліджуваний об'єкт циклічного механічного навантаження та змінної температури, що викликає термічні напруження, на розвиток тріщин утоми в зразках із трикутним поперечним перетином. Подано результати розрахунків коефіцієнтів інтенсивності напружень у пружній постановці для кутової тріщини нормального відриву у випадку навантаження чистим згином і для навантаження несталою температурою. Досліджено тріщиностійкість сплавів ХН70ВМТЮ (ЕІ617) та ХН73МБТЮ (EІ1698) за умов постійної температури та термомеханічного навантаження. Побудовано кінетичні діаграми утомного руйнування сплавів за умов постійної температури і для двох режимів термоциклювання на припороговій та середньоамплітудній ділянках.

Запропоновано спосіб комплексного врахування впливу компонент термомеханічного навантаження на зміну швидкості розвитку втомних тріщин за змінних значень розрахункових коефіцієнтів інтенсивності напружень уздовж фронту тріщини та впродовж термоциклу. Описано експериментальні результати для сплавів ХН70ВМТЮ (EI617) та ХН73МБТЮ (EI698). Побудовано кінетичні діаграми руйнування сплавів для двох режимів термоциклювання на припороговій і середньоамплітудній ділянках.

Індекс рубрикатора НБУВ: О551.41-034 + К260.622.3

Рубрики:

Авіаційні газотурбінні двигуни

Утомна (циклічна) міцність (утома, витривалість) жароміцних і жаростійких сплавів

Шифр НБУВ: Ж24432 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлены результаты исследования кинетики повреждения конструкционных элементов из жаропрочных сплавов, в том числе с защитными покрытиями, при термоциклическом нагружении. Проанализировано влияние напряженно-деформированного состояния на развитие трещин в условиях термоусталостного нагружения.

Предложен методологический подход к оценке характеристик локальной неупругости металлических сплавов при циклическом нагружении по изменению характеристик случайного распределения локальной неупругости материала.

Приведены результаты оценки трещиностойкости трехопорного замкового соединения лопатки газовой турбины в условиях малоцикловой усталости и ползучести материала при наличии гипотетической трещины. Коэффициент интенсивности напряжений вычислен с помощью метода конечных элементов.

Розроблено та застосовано методику визначення характеристик циклічної тріщиностійкості в жароміцних металевих сплавах за умов термомеханічного навантаження. Методом скінченних елементів для сплавів ЕІ698 та ЕІ617 розраховано коефіцієнт інтенсивності напружень (КІН) для механічної та термічної складових термомеханічного навантаження за постійних температур із діапазону термоциклів. Запропоновано силовий критерій, що враховує комплексність впливу термомеханічного навантаження на розвиток втомних тріщин. Завдяки його застосуванню досягнуто задовільного збігу результатів розрахунку й експерименту на припороговій ділянці кінетичної діаграми. Доведено, що у разі рівних величин критеріального параметра за умов термомеханічного навантаження швидкість розвитку тріщини нижча, ніж за ізотермічного механічного навантаження у разі максимальної температури термоциклу. Виявлено можливість оцінити межу витривалості за значенням порогового КІН під час термомеханічного навантаження.

Приведена методика экспериментальных исследований на многоцикловую усталость и проанализировано влияние ремонтной технологии на сопротивление усталости жаропрочного сплава ЭК9-ВД.

Проаналізовано структурно-фазовий стан жароміцного корозійностійкого сплаву ЗМІ-3У (ХН64ВМКЮТ), що витоплений з використанням спеціальних сплавів. Розглянуто рух тріщини після випробування на довготривалу міцність. Згідно з результатами дослідження рекомендовано до впровадження спеціальні матеріали в промисловість.

Представлен критерий деформационного разрушения и выполнена его проверка на образцах монокристаллического сплава ЖС36 с различными кристаллографическими ориентациями, испытанных на термоусталость при разных температурах и длительностях цикла.

Предложена модель разрушения, в основу которой положено уменьшение несущей массы вещества в процессе ползучести. Скорости деформаций ползучести моделируются с помощью наиболее распространенного варианта теории течения. Аналитическим путем получено уравнение связывающее коэффициент Пуассона, функцию времени и реологические параметры. Для двух последних предложен алгоритм их определения из экспериментов на ползучесть. Расчетные значения времен хрупкого разрушения жаропрочного сплава качественно и удовлетворительно количественно согласуются с данными экспериментов.

Получено экспериментальное подтверждение работоспособности предложенного метода учета влияния выдержек на максимальных режимах цикла на сопротивление материала малоцикловой усталости. При этом использованы результаты испытания образцов из сплава ЖС6КП при совместном действии малоциклового и повторно-статического нагружения.

Індекс рубрикатора НБУВ: К260.622.3

Рубрики:

Утомна (циклічна) міцність (утома, витривалість) жароміцних і жаростійких сплавів

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ