Impact Study of Combined Loading on Creep Behavior of Al-6%Mg Alloy Samples
Investigating the effect of combined loading on short-term dynamic creep in Al-6%Mg alloy samples with and without cracks, focusing on stress intensity factor threshold matching, dislocation structure analysis, and crack tip opening displacement prediction methodology.
Impact Study of Combined Loading on Creep Behavior of Al-6%Mg Alloy Samples
E N D
Presentation Transcript
Мета роботи: дослідження впливу комбінованого навантажування на короткотривалу динамічну повзучість гладких зразків із сплаву АМг6, а також тіл з тріщинами у випадку, коли розмах коефіцієнта інтенсивності напружень співрозмірний з пороговою тріщиностійкістю, тобто за відсутності підростання тріщини. • Зміст • 1. Методика дослідження впливу комбінованого (циклічного і статичного) навантаження на поведінку суцільних зразків і зразків з тріщинами для випадку, коли амплітуда напружень (розмах коефіцієнта інтенсивності напружень) співрозмірні з межею витривалості (розмахом порогового КІН). • 2. Вплив асиметрії циклу навантаження на динамічну повзучість гладких зразків із сплаву АМг6. • 3. Дислокаційна структура сплаву АМг6 після статичної та динамічної повзучості. • 4. Вплив комбінованого навантажування на розкриття вершини тріщини. • 5. Методика прогнозування повзучості зразків з тріщинами із сплаву АМг6 при відсутності підростання тріщини.
Зразки із сплаву АМг6 для випробуваньа - циліндричнийб - плоский з бічною тріщиною • Схема вирізування пластин • із зразків (а); • об’єкт для виготовлення • тонкої фольги (б).
Хімічний склад алюмінієвого сплаву АМг6 • Механічні характеристики алюмінієвого сплаву АМг6
Схеми навантажень:1 - статичного; 2 - комбінованогоLoading scheme: 1-static; 2-combined
Діаграми повзучості сплаву АМг6 при 293К за статичного (1-3) і комбінованого (4-6) навантажування при с=max=300 МПа (1, 4); 340 МПа (2, 5); 355 МПа (3,6).Creep diagrams for Al-6%Mg under 293K during static (1-3, 7) and combined (4-6, 8) loading at s=max=300 МPа (1, 4); 340 МPа (2, 5); 355 МPа (3,6).
де pс - деформація статичної повзучості;m, B, n - сталі величини, залежні від температури; с – статичнe напруження, при якому здійснюється повзучість; t - час. • де kr- коефіцієнт, залежний від рівня максимальних напружень та асиметрії циклу.
Залежність густини дислокацій сплаву АМг6 від максимального напруження повзучості: 1 – статична повзучість; 2 – динамічна повзучість (25 МПа).Dependence of the dislocation density in Al-6%Mg alloy on the maximum creep stress: 1 – static creep;2 - dynamic creep (25 МPа).
а б Дислокаційна структура сплаву АМг6 після статичної повзучості (а) і динамічної повзучості (б) при max=300 МПа.Dislocation structure of the Al-6%Mg alloy after static creep (a) and dynamic creep (b) atmax=300 МPа.
Залежність розкриття вершини тріщини від часу при статичному (1-3, 7) та комбінованому навантажуваннях (4-6, 8): 1- Кс=21МПа; 2- Кс=29МПа; 3- Кс=32МПа; 4- Кmax=21МПа; 5- Кmax=27МПа; 6- Dependence of crack tip opening displacement versus time under static (1-3,7) and combined loading (4-6,8): 1- Кs=21 MPa; 2- Кs=29 MPa; 3- Кs=32 MPa; 4- Кmax=21 MPa; 5- Кmax=27 MPa; 6- Кmax=31 MPa
Прогнозування приросту розкриття вершини тріщини за рахунок повзучості
В И С Н О В К И • 1. Виявлено, що циклічне навантаження, накладене на статичну компоненту, збільшує деформацію повзучості сплаву АМг6 у порівнянні із статичною повзучістю. • 2. Зростання пластичної деформації сплаву АМг6 в умовах повзучості з накладанням циклічної складової навантаження пов’язане із зростанням густини дислокацій матеріалу. • 3. Розроблено методику прогнозування короткотривалої повзучості зразка з тріщиною при комбінованому навантажуванні, основану на аналізі напружено-деформованого стану у вершині тріщини, моделюванні тіла з тріщиною гладким зразком, а також врахуванні впливу рівня максимальних напружень на деформацію повзучості.