|
|
|
Streszczenie
Zasadniczą częścią prezentowanej rozprawy jest opis nowej metody badania kumulacji zniszczenia zmęczeniowego sprężysto-plastycznych materiałów konstrukcyjnych i możliwości jej wykorzystania do poprawy bezpieczeństwa i obniżenia kosztów eksploatacji konstrukcji. Opis ten jest poprzedzony prezentacją obecnie stosowanych metod badania zjawiska zniszczenia zmęczeniowego. Pierwsza część pracy przedstawia tradycyjnie stosowane w przemyśle metody określania trwałości zmęczeniowej i wytrzymałości na zmęczenie materiałów konstrukcyjnych. Dwa następne rozdziały zawierają opis wybranych modeli akumulacji zniszczenia zmęczeniowego materiału oraz opis parametrów zniszczenia definiowanych przez zmiany własności mechanicznych, własności fizycznych lub parametrów metalograficznych. Następny rozdział zawiera opis proponowanej metody pomiaru uszkodzenia materiału. Metoda ta opiera się na lokalnym pomiarze odkształceń niesprężystych gładkich próbek poddanych wahadłowym cyklom naprężenia. Podczas sterowanego naprężeniem testu o stałej amplitudzie mierzony jest lokalnie zakres odkształceń niesprężystych w cyklu obciążenia. Zmiana mierzonego zakresu odkształceń niesprężystych jest uważana za objaw postępującego uszkodzenia badanego materiału. Analiza otrzymanych wyników badań pozwala na podział procesu zniszczenia zmęczeniowego na trzy fazy: stabilizacji odpowiedzi cyklicznej materiału, wzrost uszkodzenia struktury krystalicznej oraz propagację dominującej szczeliny zmęczeniowej. Te trzy fazy oddziela moment nukleacji pierwszych mikrouszkodzeń oraz uformowania szczeliny dominującej. Dalsza analiza otrzymanych wyników pozwala na określenie proporcji czasowych pomiędzy poszczególnymi etapami procesu zniszczenia zmęczeniowego. W kolejnym rozdziale opisana jest propozycja nowego rodzaju charakterystyki zmęczeniowej materiałów konstrukcyjnych - Krzywej Prędkości Zniszczenia Zmęczeniowego (KPZZ). Krzywa ta przedstawia prędkość procesu zniszczenia zmęczeniowego dD/dn jako funkcję amplitudy naprężenia. Na podstawie zaproponowanej charakterystyki zmęczeniowej (KPZZ) została oszacowana trwałość trzech gatunków stali konstrukcyjnych poddanych obciążeniom o zmiennej amplitudzie. Rezultat oszacowania porównano z wynikami odpowiednich testów otrzymując bardzo dobrą zgodność. Względny błąd oszacowania nie przekracza 10%, co jest wynikiem znacznie lepszym niż uzyskiwany przy zastosowaniu tradycyjnego podejścia. Ostatni rozdział opisuje inne, bardzo ważne w praktyce inżynierskiej możliwości wykorzystania proponowanej metody badawczej: metodę pomiaru uszkodzenia zmęczeniowego materiału oraz metodę kalibracji nieniszczących metod badania uszkodzenia materiałów.
Początek strony
Strona wydawnictw