Открытый доступ
Платный доступ или доступ для подписчиков
Использование элементов термокинетической теории для описания механизма усталостного разрушения
Аннотация
Рассмотрено накопление повреждений при усталостном разрушении как результат взаимодействия двух колебательных процессов — теплового движения атомов и циклической деформации. Наложение низкочастотных механических колебаний на высокочастотные тепловые колебания приводит к модуляции высокочастотного сигнала и увеличению суммарной амплитуды напряжений с учетом коэффициента модуляции и их вероятностного характера. В качестве предельных разрушающих напряжений использованы напряжения поверхностного натяжения, стягивающие атомные плоскости. Кривая усталости, рассчитанная при помощи разработанной математической модели, имеет в логарифмических координатах практически линейный характер и отражает влияние как структурных факторов, так и параметров испытаний — величины максимальных напряжений в цикле и температуры.
Ключевые слова
Литература
Liu R., Zhang P., Zhang Z. J. et al. A practical model for efficient anti-fatigue design and selection of metallic materials: I. Model building and fatigue strength prediction // J. Mater. Sci. Technol. 2021. V. 70. P. 233 – 249. DOI: 10.1016/ j.jmst.2020.08.038
Liu R., Zhang P., Zhang Z. J. et al. A practical model for efficient anti-fatigue design and selection of metallic materials: II. Parameter analysis and fatigue strength improvement // J. Mater. Sci. Technol. 2021. V. 70. P. 250 – 267. DOI: 10.1016/ j.jmst.2020.08.037
Murakami Yu. Metal Fatigue: Effects of Small Defects and Nonmetallic Inclusions. Elsevier science, 2002. 369 p.
Hongyan D., Guoxin T., Jie S. et al. A novel prediction model for fatigue strength // J. Shanghai Jiaotong Univ. 2022. V. 56, Is. 6. P. 801 – 808. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.051
Yajun Z., Jinqiang L., Zuyi C., Shenpeng D. Research analysis and application of mechanical structure fatigue strength // Mech. Elect. Eng. Technol. 2023. V. 52, Is. 4. P. 270 – 274.
Wang P., Zhang P., Wang B. et al. Fatigue cracking criterion of high-strength steels induced by inclusions under high-cycle fatigue // J. Mater. Sci. Technol. 2023. V. 154. P. 114 – 128. DOI: 10.1016/j.jmst.2023.02.006
Mweene B., Ghosh S., Somani M., Chauhan A. Towards enhanced fatigue performance of advanced high-strength medium-carbon low-alloy steels: A comparative study between banded ultrafine bainitic and martensitic steels // Mater. Sci. Eng. A. 2025. V. 946. 149080. DOI: 10.1016/j.msea. 2025.149080
Zhu G., Zhu M.-L., Kang B., Xuan F.-Z. The reverse of interior-to-surface fatigue cracking of a high-strength martensitic steel in very high cycle regime // Mater. Sci. Eng. A. 2025. V. 942. 148706. DOI: 10.1016/j.msea.2025.148706
Kalina M., Schneider T., Waisman H., Kastner M. Phase-field models for ductile fatigue fracture // ThAFM. 2024. arXiv:2411.05015. DOI: 10.48550/arXiv.2411.05015
Arora A., Shibata A., Matsunaga H. Fatigue crack growth retardation due to crack closure in high-strength steel under high-pressure hydrogen // Int. J. Fatigue. 2026. V. 202. 109235. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2025.109235
Ширяев А. А., Габов И. Г., Миленин А. С., Попова Ю. В. Влияние малопластичного выглаживания на параметры поверхностного слоя образцов лопаток компрессора газотурбинного двигателя из титанового сплава // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 2024. № 4. С. 39 – 46.
Ширяев А. А., Миленин А. С. Влияние методов упрочнения на усталостную прочность лопаток компрессора с концентраторами напряжений // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 2024. № 9. С. 72 – 81.
Физическое материаловедение. Учебник для вузов / Под общей ред. Б. А. Калина // Т. 4. Физические основы прочности. Радиационная физика твердого тела. Компьютерное моделирование / Е. Г. Григорьев, Ю. А. Перлович, Г. И. Соловьев и др. М.: МИФИ, 2008. 696 с.
Колбасников Н. Г. Физические основы пластической обработки металлов. Санкт-Петербург: Изд-во “Политех-Пресс”, 2023. 468 с.
Мыльников В. В., Кондрашкин О. Б., Шетулов Д. И. Циклическая прочность и долговечность конструкционных материалов. Нижний Новгород: ННГАСУ, 2018. 177 с.
Мыльников В. В. Структурно-деформационные особенности и закономерности динамики эволюции усталостных характеристик металлических материалов в условиях различных видов нагружения: дис. ... д-ра техн. наук. Комсомольск-на-Амуре, 2023. 369 с.
DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2026.4.16-24
© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026