zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»zldm-291Research ArticleМЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬMECHANICAL TESTING METHODSРАЗВИТИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТРЕЩИН В ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦАХ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИШлянниковВ. Н.shlyannikov@mail.ruЯруллинР. Р.noemail@neicon.ruИштыряковИ. С.noemail@neicon.ruКазанский научный центр РАНRussian Federation2016010820168284754Copyright © Шлянников В.Н., Яруллин Р.Р., Иштыряков И.С., 20162016Шлянников В.Н., Яруллин Р.Р., Иштыряков И.С.Шлянников В.Н., Яруллин Р.Р., Иштыряков И.С.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/291

Проведено расчетно-экспериментальное исследование скорости развития поверхностных трещин при комбинированном циклическом нагружении. Объекты исследований - алюминиевые полые цилиндрические образцы с наружными несквозными полуэллиптическими поверхностными трещинами под действием растяжения, кручения и их комбинации. Приращения длины и глубины трещины измеряли с помощью оптического инструментального микроскопа и датчика раскрытия берегов трещины (COD). Для рассматриваемых конфигураций поверхностных трещин численно определены упругие и пластические параметры состояния в форме In-интеграла и пластического коэффициента интенсивности напряжений (КИН) как функций соотношения полуосей, безразмерной длины и глубины трещины. Установлены эффекты влияния вида нагружения и ориентации исходного поверхностного дефекта на развитие трещин для двух типов алюминиевых сплавов. Интерпретация скорости роста усталостных трещин представлена в терминах упругих и пластических КИН. Показаны преимущества использования пластического КИН в силу его чувствительности к комбинированному нагружению вследствие учета пластических свойств материала.

поверхностная трещинарастяжениекручениескорость роста трещиныReferencesNewman J. C., Raju I. S. An empirical stress-intensity factor equation for the surface crack / Eng. Fract. Mech. 1981. Vol. 15. N1-2. P. 185 - 192.Newman J. C., Raju I. S. An empirical stress-intensity factor equation for the surface crack / Eng. Fract. Mech. 1981. Vol. 15. N1-2. P. 185 - 192.Carpinteri A., Brighenti R. Part-through cracks in round bars under cyclic combined axial and bending loading / Int. J. Fatigue. 1996. Vol. 18. N 1. P. 33 -39.Carpinteri A., Brighenti R. Part-through cracks in round bars under cyclic combined axial and bending loading / Int. J. Fatigue. 1996. Vol. 18. N 1. P. 33 -39.Yang F. P., Kuang Z. B., Shlyannikov V. N. Fatigue crack growth for straight-fronted edge crack in a round bar / Int. J. Fatigue. 2006. Vol. 28. P. 431 -437.Yang F. P., Kuang Z. B., Shlyannikov V. N. Fatigue crack growth for straight-fronted edge crack in a round bar / Int. J. Fatigue. 2006. Vol. 28. P. 431 -437.Citarella R., Lepore M., Slyannikov V., Yarullin R. Fatigue surface crack growth in cylindrical specimen under combined loading / Eng. Fract. Mech. 2014. Vol. 131. P. 439 - 453.Citarella R., Lepore M., Slyannikov V., Yarullin R. Fatigue surface crack growth in cylindrical specimen under combined loading / Eng. Fract. Mech. 2014. Vol. 131. P. 439 - 453.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V. Characterization of crack tip stress fields in test specimens using mode mixity parameters / Int. J. Fract. 2014. Vol. 185. P. 49-76.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V. Characterization of crack tip stress fields in test specimens using mode mixity parameters / Int. J. Fract. 2014. Vol. 185. P. 49-76.Shlyannikov V. N., Zakharov A. P. Multiaxial crack growth rate under variable T-stress / Eng. Fract. Mech. 2014. Vol. 123. P. 86 - 99.Shlyannikov V. N., Zakharov A. P. Multiaxial crack growth rate under variable T-stress / Eng. Fract. Mech. 2014. Vol. 123. P. 86 - 99.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V., Zakharov A. P. The mixed mode crack growth rate in cruciform specimens subject to biaxial loading / Theoret. Appl. Fract. Mech. 2014. Vol. 73. P. 68 - 81.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V., Zakharov A. P. The mixed mode crack growth rate in cruciform specimens subject to biaxial loading / Theoret. Appl. Fract. Mech. 2014. Vol. 73. P. 68 - 81.ANSYS Mechanical APDL Theory Reference Release 14.5 / ANSYS, Inc. Southpointe, 275 Technology Drive, CanonBurg, PA 2012.ANSYS Mechanical APDL Theory Reference Release 14.5 / ANSYS, Inc. Southpointe, 275 Technology Drive, CanonBurg, PA 2012.Guo W. L. Elasto-plastic three dimensional crack border field-I / Eng. Fract. Mech. 1993. Vol. 46. P. 93 - 104.Guo W. L. Elasto-plastic three dimensional crack border field-I / Eng. Fract. Mech. 1993. Vol. 46. P. 93 - 104.Henry B. S., Luxmoore A. R. The stress triaxiality constraint and the Q-value as ductile fracture parameter / Eng. Fract. Mech. 1997. Vol. 55. P. 375 - 390.Henry B. S., Luxmoore A. R. The stress triaxiality constraint and the Q-value as ductile fracture parameter / Eng. Fract. Mech. 1997. Vol. 55. P. 375 - 390.Hutchinson J. W. Singular behaviour at the end of a tensile crack in a hardening material / Journ. Mech. Phys. Solids. 1968. Vol. 16. P. 13-31.Hutchinson J. W. Singular behaviour at the end of a tensile crack in a hardening material / Journ. Mech. Phys. Solids. 1968. Vol. 16. P. 13-31.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V., Boychenko N. V., Fernandez-Canteli A. The elastic and plastic constraint parameters for three-dimensional problems / Eng. Fract. Mech. 2014. Vol. 127. P. 86 - 93.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V., Boychenko N. V., Fernandez-Canteli A. The elastic and plastic constraint parameters for three-dimensional problems / Eng. Fract. Mech. 2014. Vol. 127. P. 86 - 93.Matvienko Yu. G The Effect of the Non-singular Г-stress components on crack tip plastic zone under mode I loading / Procedia Materials Science. 2014. Vol. 3. P. 141 - 146.Matvienko Yu. G The Effect of the Non-singular Г-stress components on crack tip plastic zone under mode I loading / Procedia Materials Science. 2014. Vol. 3. P. 141 - 146.Zhao J., Guo W., She C. The in-plane and out-of-plane stress constraint factors and K-T-Tz description of stress field near border of semi-elliptical surface crack / Int. J. Fatigue. 2007. Vol. 29. P. 435 - 443.Zhao J., Guo W., She C. The in-plane and out-of-plane stress constraint factors and K-T-Tz description of stress field near border of semi-elliptical surface crack / Int. J. Fatigue. 2007. Vol. 29. P. 435 - 443.Hebel J., Hohe J., Friedmann V., Siegele D. Experimental and numerical analysis of in-plane and out-of-plane crack tip constraint characterization by secondary fracture parameters / Int. J. Fract. 2007. Vol. 146. P. 173 - 188.Hebel J., Hohe J., Friedmann V., Siegele D. Experimental and numerical analysis of in-plane and out-of-plane crack tip constraint characterization by secondary fracture parameters / Int. J. Fract. 2007. Vol. 146. P. 173 - 188.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.