ОПТИЧНА МЕТОДИКИ ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРУ І ФОРМИ ПЛАСТИЧНИХ ЗОН ТРІЩИН У АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ
DOI:
https://doi.org/10.20535/2305-9001.2015.74.49122Ключові слова:
пластична зона, втомна тріщина, плакуючий шар.Анотація
В статті запропонована оптична методика визначення розмірів та форми пластичних зон (ПЗ) тріщин по характерним змінам зображення поверхні металу поблизу тріщини, які спостерігаються з допомогою металографічного мікроскопу при його розфокусуванні. Для використання методики поверхня металу полірувалась перед розповсюдженням тріщини. Використовуючи дану методику, експериментально визначені розміри монотонної ПЗ втомної тріщини в алюмінієвому сплаві Д-16АТ. Для цієї ж тріщини проведено теоретичний розрахунок розмірів монотонної ПЗ, а саме відстані від вершини тріщини до границі ПЗ по нормалі до площини тріщини. Розрахунок проводився для різних значень довжини тріщини. Виконано співставлення теоретичних та експериментальних розмірів монотонної ПЗ з використанням непараметричного критерію Вілкоксона. Експериментально досліджено вплив на розміри ПЗ плакуючого шаруПосилання
Kudari S.K., Maiti B., Ray K.K. Experimental investigation on possible dependence of plastic zone size on specimen geometry. Fracture and Structural Integrity, 2009, Vol. 3, no 7, pp. 57-64.
Parton V.Z., Morozov E.M. Mehanika uprugoplasticheskogo razrushenija [Elastic-plastic fracture mechanics]. Moscow: Nauka, 1985, 504 p.
Zhang W., Lu Z., Liu Y. In-situ optical microscopy study on plastic zone size estimation of aluminum alloy 7075-T6 under cyclic loading. Fatigue of Materials: Advances and Emergences in Understanding, 2010, pp. 419-429.
Kozhevnikova M.E., Kornev V.M. Dostatochnye kriterii prochnosti dlja treshhiny i uzkogo vyreza s zakrugleniem v vershine pri kvazihrupkom razrushenii [Sufficient strength criteria for a crack and elliptic notch at quasi-brittle fracture]. Physical Mesomechanics, 2004, Vol. 7, no 5, pp. 47-62.
Kaminskij A.A., Bastun V.N. Prognozirovanie razmerov plasticheskoj zony u vershiny treshhiny v ortotropnyh metallicheskih materialah [Prediction of sizes of a plastic zone near a crack tip in orthotropic metallic materials]. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, no 9, pp. 73-79.
Broek D. Elementary Engineering Fracture Mechanics. Leyden, Noordhoff International Publishing, 1974, 408 p.
Branco C.M., Rosa L.Guerra, Radon J.C. Influence of strain rate and strain cycling on fatigue crack-tip plasticity. Proc. ECF 5, ed. EMAS, 1984, Vol. 1, pp. 317-326.
Loye C., Bathias C., Retali D., Devaux J.C. The plastic zone ahead of a fatigue crack in 316 stainless steel. Fatigue Mechanisms: Advances in Quantitative Measurement of Physical Damage, ASTM STP 811, American Society for Testing and Materials, 1983, pp. 427-444.
Rossi М., Sasso M., Chiappini G., Mancini E., Amodio D. Identification of the plastic zone using digital image correlation. Fracture and Structural Integrity, 2014, Vol. 8, no 30, pp. 552-557.
Czoboly E., Csizmazia B., Havas I. Experimental determination of plastic zones. Materials Science, 1996, Vol. 32, no 1, pp. 87-98.
Derevjagina L.S., Panin V.E., Gordienko A.I. Vozmozhnosti optiko-televizionnogo izmeritel'nogo kompleksa TOMSC dlja analiza processa razrushenija [Capability of the television-optical measuring complex TOMSC for fracture analysis]. Physical Mesomechanics, 2009, Vol. 12, no 2, pp. 37-43.
Klevcov G.V. Zakonomernosti obrazovanija plasticheskih zon u vershiny treshhiny pri razlichnyh vidah nagruzhenija i rentgenovskaja fraktodiagnostika razrushenija [Plastic zones formation under different types of loading conditions and X-ray diffraction analysis of fracture surfaces]. Messenger of the Orenburg state university, 2006, Vol. 2, no 1, pp. 81-88.
Uğuz A., John W. Martin Plastic zone size measurement techniques for metallic materials. Materials Characterization, 1996, Vol. 37, Issue 2-3, pp. 105–118.
Yang Y., Crimp M., Tomlinson R. A., Patterson E. A. Quantitative measurement of plastic strain field at a fatigue crack tip. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2012, Vol. 468, no 2144, pp. 2399–2415.
Krasovskij A.Ja. Lokal'naja plasticheskaja deformacija v vershine treshhiny i hrupkoe razrushenie metallov: avtoref. dis. na soisk. uchen. step. d-ra fiz.-mat. nauk [Local plastic deformation at the crack tip and brittle fracture of metals: Extended abstract of the D.Sc. dissertation]. Kiev, 1973, 48 p.
Leonov M.Ja., Vitvickij P.M., Jarema S.Ja. Teoreticheskoe i jeksperimental'noe issledovanie uprugo-plasticheskih deformacij pri rastjazhenii plastinki so shhel'ju [Theoretical and experimental investigation of elastic-plastic deformations of tensile plates with a gap]. Theory of plates and shells, Kiev, 1962, pp. 196-198.
Kornilov T.P., Jarema S.Ja. Ploskie obrazcy s treshhinovidnym koncentratorom dlja jeksperimental'nogo issledovanija polos plastichnosti [Flat samples with a crack-like stress concentrator for experimental studies of shear bands]. Questions of the mechanics of real solid body, 1962, Issue 1, pp. 29-36.
Leonov M.Ja., Vitvickij P.M., Jarema S.Ja. Polosy plastichnosti pri rastjazhenii plastin s treshhinovidnymi koncentratorami [Shear bands in tansioned plates with a crack-like stress concentrator]. Proceedings of the USSR Academy of Sciences, 1963, Vol. 148, no 3, pp. 541-544.
Lychagin D.V., Starenchenko V.A., Solov'eva Ju.V. Klassifikacija i masshtabnaja ierarhija strukturnyh jelementov deformacii GCK-monokristallov [Classification and scale hierarchy of FCC single crystal deformation structures]. Physical Mesomechanics, 2005, Vol. 8, no 6, pp. 67-77.
Lankford J., Davidson D.L., Cook T.S. Fatigue crack tip plasticity. Cyclic stress-strain and plastic deformation aspects of fatigue crack growth. ASTM STP 637, American Society for Testing and Materials, 1977, pp. 36-55.
Nikolaeva E.A. Osnovy mehaniki razrushenija [Fundamentals of fracture mechanics]. Perm: Izdatel'stvo permskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 2010, 103 p.
Tablica kriticheskih znachenij T-kriterija Vilkoksona [Table of critical values for the Wilcoxon test] (2015), Available at: http://statpsy.ru/wilkoxon/tablica-willcoxon (accessed 19 August 2015).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
