Материал: Многоцикловая усталость при переменных амплитудах нагружения

программных испытаний и для четырех вариантов расчета. Значения t сопоставляются с критическими значениями критерия для уровня значимости 10 % — £о,1;л- Звездочкой отмечены те значения t, которые попадают в критическую

область критерия, откуда можно сделать вывод, что соответ­ ствующий метод расчета не согласуется с данными экспери­ ментов. Анализ результатов, представленных на рис. 84 и в табл. 10, позволяет сделать для данного материала и исследо­ ванных режимов ряд выводов. Результаты испытаний на режимах 1—4 качественно согласуются друг с другом, но существенно отличаются от результатов испытаний при ре­ жиме 5. Для режимов 1—4 расчеты по линейной гипотезе без учета повреждающего действия недогрузок ниже исходного

долговечности (ат ш = 0) путем продления в сторону низких напряжений левого участка кривой усталости в степенном виде позволяет улучшить соответствие расчета и эксперимен­ та. Ошибка в этом случае при прогнозировании долговечно­ сти в трех из четырех режимов незначима, однако при расче­ тах режимов 2—4 неконсервативна. Гипотеза Кортена — Долана при d = 4 дает результаты прогнозирования лучше, чем линейная гипотеза (значения t в трех случаях из четырех

меньше, чем для линейной гипотезы), причем погрешность в трех случаях из четырех идет в запас прочности. Расчеты по гипотезе Кортена — Долана при d = 3 также не противо­

речат результатам экспериментов и дают консервативные оценки долговечности, однако значения t достаточно велики

и в трех случаях из четырех больше соответствующих значе­ ний для d = 4. Поэтому был сделан вывод о том, что резуль­

таты экспериментов при режимах 1—4 удовлетворительно

описываются с помощью гипотезы Кортена — Долана с па раметром d = 4.

Результаты испытаний при режиме 5 не противоречат расчетам по линейной гипотезе с amin = О—1. Все остальные

варианты расчетов дают сильно заниженные значения долго­ вечностей. Отметим, что максимальные нагрузки в блоке при режимах 1—4 составляют атах = 75 МПа, а в режиме 5 —

—*о,пах = 62 МПа. По-видимому, различие в результатах сопоставления расчетов и экспериментов при разных режимах и можно объяснить тем, что повреждающее действие нагру­ зок зависит от перегрузок. Отметим, что при номинальных напряжениях 75 МПа в зоне концентрации напряжений мак­ симальные напряжения близки к пределу текучести мате­ риала.

Данные испытаний образцов с концентратором при случайпом узкополосном нагружении представлепы на рис, 85, а (сплав 1201) и рис. 85, б (сплав Д16АТ).

Известно, что распределение амплитуд гауссовского уз­ кополосного процесса является рэлеевским, однако это тео­ ретическое положение должно быть проверено путем непо­ средственной обработки записи нагрузки (отклонение экспериментального распределения от теоретического распре­ деления Рэлея может быть обусловлено, например, различ­ ного рода нелинейностью в усилителях, механической сис­ теме нагружения и т. д.). Случайная нагрузка обрабатыва­ лась на ЭВМ СМ-3, причем скорость считывания сигнала с датчика и занесения отсчетов в оперативную память ЭВМ рав­ нялась 8 кГц. При несущей частоте нагрузки 1 кГц это зпачит, что на период изменения нагрузки приходится 8 отсче­ тов. Для проверки соответствия теоретического распределе­ ния Рэлея и эмпирической плотности распределения макси­

Ниже приведены значения Е (xh) (расчет по распределению

Рис. 85. Расчетные и экспериментальные данные испытаний при слу­ чайном нагружении образцов с концентратором иа сплава 1201 (а ) и

Д16АТ (б):

тельные интервалы для долговечностей по линии регрессии; 5, б — расчет по гипо­ тезе Кортена—Долана (d = 3 в d = 4 соответственно); 7 — расчет по соотноше­ ниям Серенсена—Ногаева; 8 — данные программных испытаний; кружки — эк­

спериментальные данные.

Анализ результатов показывает, что различие в теорети­ ческих значениях Е (хк) и полученных обработкой реальной нагрузки величинах xk незначительно с точки зрения про­

гнозирования долговечности при рассматриваемом виде слу­ чайного нагружения. Поэтому в дальнейшем в расчетах долговечности использовалась плотность распределения Рэ­ лея максимумов случайной нагрузки.

1201

также дисперсии этих оценок. В таблице даны значения дис­ персионного отношения F, с помощью которого оценивалась

адекватность линии регрессии. Для образцов с концентрато­ ром из сплавов 1201 и Д16АТ подтверждена адекватность линии регрессии экспериментальным данным. В связи с этим считали, что обоснованным является применение методики статистической обработки, изложенной в параграфе 5 главы третьей. Испытания при случайном нагружении проведены на базах 5 107 — 108 циклов, причем перелом кривых ус­ талости не наблюдался, что свидетельствует о необходимости проведения испытаний на повышенных базах (108 — 109 циклов).

Экспериментальные значения долговечностей сопостав­ ляются с расчетными по гипотезе линейного суммирования

повреждений, причем в расчетах по этой гипотезе использу-

л л

ются распределение Рэлея и оценки параметров В и Ь кривой

усталости при гармоническом нагружении, соответствующей 50%-ной вероятности разрушения. Результаты расчетов по линейной гипотезе для сплавов 1201 (образцы с концентра­ тором) приведены в табл. 12, причем расчеты проведены для

различных значений а = - mln- и v = °ma* .

°ск °ск

Величину у варьировали с целью исследования зави­

симости прогнозируемой долговечности от выбора верхнего V