Ускоренное прогнозирование усталостной долговечности на основе энергетического подхода

Abstract

Приведены результаты анализа исследования явления саморазогрева пластмасс и композитов при циклическом нагружении и известных методов прогнозирования усталостной прочности на основе энергетических подходов. Выдвинута и обоснована гипотеза о том, что работа внешних сил по зарождению и развитию трещины до разрушения как доля общей необратимо рассеянной энергии является постоянной величиной для данного материала и не зависит от характера нагружения. На основе этой гипотезы разработан новый метод прогнозирования усталостной долговечности по результатам циклических испытаний в объеме до 20% циклов предела усталости.

Дано результати аналізу дослідження явища саморозігріву пластмас і композитів при циклічному навантаженні й відомих методів прогнозування втомної міцності на основі енергетичних підходів. Висунуто й обґрунтовано гіпотезу про те, що робота зовнішніх сил із зародження і розвитку тріщини до руйнування як частка загальної безповоротно розсіяної енергії є сталою величиною для цього матеріалу і не залежить від характеру навантаження. На основі цієї гіпотези розроблено новий метод прогнозування втомної довговічності за результатами циклічних випробувань в обсязі до 20% циклів межі втоми.

Results of plastics and composites self-heating at cyclic loading analysis are shown. Observation of known methods of composites fatigue strength prediction based on energetic approaches is conducted. The hypothesis about crack appearing and developing up to failure due to work of external forces as portion of irreversibly dispersed energy is developed and grounded. It was proved that above-mentioned energy is constant value for exact material and doesn’t depend on loading character. Based on this hypothesis new method of composites fatigue lifetime prediction by testing of 20% of fatigue cycles number is developed.