Operation of Maritime Transport Operation of Maritime Transport Эксплуатация морского транспорта 1992-8181 53650 10.34046/aumsuomt92/24 Раздел 3 СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ON BOARD POWER PLANTS, SYSTEMS AND DEVICES Раздел 3 СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА The influence of load nature on the crack kinetics. Part I. Mechanisms associated with irregular loads ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРА НАГРУЖЕНИЯ НА КИНЕТИКУ ТРЕЩИН ЧАСТЬ L МЕХАНИЗМЫ, СОПУТСТВУЮЩИЕ НЕРЕГУЛЯРНЫМ НАГРУЗКАМ Файвисович Александр Викторович V Fayvisovich A V faivisovich@gmail.com ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» ru ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» ru 25 09 2019 25 09 2019 3 151 159 20 09 2019 20 09 2019 https://aumsu.editorum.ru/en/nauka/article/53650/view

Кинетика макротрещины является следствием тех механизмов, которые протекают в непосредственной близости от ее кончика при воздействии на конструктивный элемент переменных по амплитуде нагрузок. Анализ литературных источников свидетельствует о значительном интересе исследователей к вопросу роста макротрещины при нерегулярном нагружении, что объясняется, как практической целесообразностью, так и простым интересом к природе явления усталостного разрушения. Установлено, что на скорость роста трещины оказывает влияние не только амплитуда нагрузки, но и история (последовательность) их воздействия. Вследствие различных сочетаний знаков и амплитуд нагрузок и их последовательности, возможны противоположные результаты, приводящие, как к замедлению, так и к возрастанию скорости трещины. В первой части работы основное внимание уделено возможным механизмам, протекающим в период нестабильности трещины в непосредственной близости от ее устья. Во второй части статьи будет приведена классификация нерегулярных нагрузок с соответствующими последствиями на кинетику трещины.

The kinetics of a macrocrack is a consequence of the mechanisms that occur in the immediate vicinity of its tip when the structural element is exposed to variable amplitude loads. Analysis of the literature indicates a significant interest of investigators to the question of macrocrack growth under irregular loading, which is explained by both practical expediency and simple interest in the nature of the phenomenon of fatigue failure. It was found that the crack growth rate is influenced not only by the amplitude of the load, but also by the history (sequence) of their impact. Due to different combinations of values and amplitudes of loads and their sequence, an opposite result is possible, leading to both a slowdown and an increase in the crack velocity. In the first part of the paper, the main attention is paid to the possible mechanisms occurring during the instability of the crack in the immediate vicinity of its tip. In the second part of the article the classification of irregular loads with corresponding consequences on the fracture kinetics will be given.

 макротрещина скорость роста трещины конструктивный элемент коэффициент интенсивности напряжений macrocrack crack growth rate structural element stress intensity factor

Miner М. A. Cumulative damage in fatigue / M. A. Miner // Journal of Applied Mechanics. - 1945. -Vol. 67.-P. A159-A164. Miner M. A. Cumulative damage in fatigue / M. A. Miner // Journal of Applied Mechanics. - 1945. -Vol. 67.-P. A159-A164. Irwin, G. R. Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate / G. R. Irwin // ASME J. Appl. Mech. - 1957. - Vol. 24. - P. 361-364. Irwin, G. R. Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate / G. R. Irwin // ASME J. Appl. Mech. - 1957. - Vol. 24. - P. 361-364. Paris P. A Critical Analysis of Crack Propagation Laws / P. Paris, F. Erdogan // Journal Basic Engineering. -1963. - Vol. 85,- JM° 4. -P. 528 - 533. Paris P. A Critical Analysis of Crack Propagation Laws / P. Paris, F. Erdogan // Journal Basic Engineering. -1963. - Vol. 85,- JM° 4. -P. 528 - 533. Elber W. Fatigue crack growth under cyclic tension / W. Elber // Engineering Fracture Mechanics. - 1970. -Vol. 2.-P. 37-45. Elber W. Fatigue crack growth under cyclic tension / W. Elber // Engineering Fracture Mechanics. - 1970. -Vol. 2.-P. 37-45. Sharp P. Examination of 7050 fatigue crack growth data and its effect on life prediction / P. Sharp, R. Byrnes, G. Clark //DSTO-TR-0729. - 1998. Sharp P. Examination of 7050 fatigue crack growth data and its effect on life prediction / P. Sharp, R. Byrnes, G. Clark //DSTO-TR-0729. - 1998. Файвисович A.B. Усталостная прочность и трещиностойкость лопастей гребных винтов теплоходов типа «Маршал Буденный» / A.B. Файвисович // Судостроение. - 2002. - № 2. - С. 31- 33. Fayvisovich A.B. Ustalostnaya prochnost' i treschinostoykost' lopastey grebnyh vintov teplohodov tipa «Marshal Budennyy» / A.B. Fayvisovich // Sudostroenie. - 2002. - № 2. - S. 31- 33. Laseure N. Effects of variable amplitude loading on fa tigue life /N. Laseure, I. Schepens, N. Micone, W. De Waele // International Journal of Sustainable Construction and Design. - 2015. - Vol. 6, № 3. Laseure N. Effects of variable amplitude loading on fa tigue life /N. Laseure, I. Schepens, N. Micone, W. De Waele // International Journal of Sustainable Construction and Design. - 2015. - Vol. 6, № 3. Simuneka D. Fatigue crack growth under constant and variable amplitude loading at semi-elliptical and V-notched steel specimens / D. Simuneka, M. Leitnera, J. Maierhoferb, H. Gänser // Proceedings of 6th Fatigue Design Conference “Fatigue Design 2015”. - 2015.-Vol. 133.-P. 348-361. Simuneka D. Fatigue crack growth under constant and variable amplitude loading at semi-elliptical and V-notched steel specimens / D. Simuneka, M. Leitnera, J. Maierhoferb, H. Gänser // Proceedings of 6th Fatigue Design Conference “Fatigue Design 2015”. - 2015.-Vol. 133.-P. 348-361. Liu J. A general model of fatigue crack growth under variable amplitude Loading / J. Liu, P. Du, Z. Zhang // Technological Sciences. -2012. - Vol. 55. - № 3. -P. 673-683. Liu J. A general model of fatigue crack growth under variable amplitude Loading / J. Liu, P. Du, Z. Zhang // Technological Sciences. -2012. - Vol. 55. - № 3. -P. 673-683. Chen F. An improved constitutive model to predict fatigue crack growth rate under constant-amplitude loading with single and multiple overload / F. Chen, F. Wang, W. Cui // Engineering for the Maritime Environment. - 2011. - Vol. 225. - Part M. - P. 271 - 281. Chen F. An improved constitutive model to predict fatigue crack growth rate under constant-amplitude loading with single and multiple overload / F. Chen, F. Wang, W. Cui // Engineering for the Maritime Environment. - 2011. - Vol. 225. - Part M. - P. 271 - 281. Chahardehi A. Fatigue crack growth under remote and local compression - a state-of-the-art review / A. Chahardehi, A. Mehmanparast // Frattura ed Integrità Strutturale. - 2016. - Vol. 35. - P. 41 - 49. Chahardehi A. Fatigue crack growth under remote and local compression - a state-of-the-art review / A. Chahardehi, A. Mehmanparast // Frattura ed Integrità Strutturale. - 2016. - Vol. 35. - P. 41 - 49. Skorupa M. Load interaction effects during fatigue crack growth under variable amplitude loading - a literature review. Part I: empirical trends / M. Skorupa // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. - 1998. - Vol. 21. - P. 987- 1006. Skorupa M. Load interaction effects during fatigue crack growth under variable amplitude loading - a literature review. Part I: empirical trends / M. Skorupa // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. - 1998. - Vol. 21. - P. 987- 1006. Skorupa M. Load interaction effects during fatigue crack growth under variable amplitude loading - a literature review. Part II: qualitative interpretation / M. Skorupa // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. - 1998. - Vol. 22. - P. 905 - 926. Skorupa M. Load interaction effects during fatigue crack growth under variable amplitude loading - a literature review. Part II: qualitative interpretation / M. Skorupa // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. - 1998. - Vol. 22. - P. 905 - 926. Pereira, M.V.S. On the prediction of fatigue crack retardation using Wheeler and Willenborg models / M.V.S. Pereira, F.A.I. Darwish, A.F. Camaräo, S.El. Motta // Materials Research. - 2007. - Vol. 10. - № 2. -P. 101 -107. Pereira, M.V.S. On the prediction of fatigue crack retardation using Wheeler and Willenborg models / M.V.S. Pereira, F.A.I. Darwish, A.F. Camaräo, S.El. Motta // Materials Research. - 2007. - Vol. 10. - № 2. -P. 101 -107. Ribeiro, A.S. Variable amplitude fatigue crack growth modelling / A.S. Ribeiro, A.P. Jesus, J.M. Costa, L.P. Borrego, J.C. Maeiro // Mecânica Experimental. -2011.-Vol. 19.-P. 33 -44. Ribeiro, A.S. Variable amplitude fatigue crack growth modelling / A.S. Ribeiro, A.P. Jesus, J.M. Costa, L.P. Borrego, J.C. Maeiro // Mecânica Experimental. -2011.-Vol. 19.-P. 33 -44. VenkatesanK.R. Subcycle fatigue crack growth formulation for constant and variable amplitude loading: A Thesis Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Master of Science / K.R. Venkatesan // Arizona State University. - 2016. - 63 p. VenkatesanK.R. Subcycle fatigue crack growth formulation for constant and variable amplitude loading: A Thesis Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Master of Science / K.R. Venkatesan // Arizona State University. - 2016. - 63 p. Schijve, J. Fatigue damage accumulation and incompatible crack front orientation / J. Schijve // Engineering Fracture Mechanics. - 1974. - Vol. 6. - P. 245 -252. Schijve, J. Fatigue damage accumulation and incompatible crack front orientation / J. Schijve // Engineering Fracture Mechanics. - 1974. - Vol. 6. - P. 245 -252. Suresh, S. Micromechanisms of fatigue crack growth retardation following overloads / S. Suresh // Engineering Fracture Mechanics. - 1983. - Vol. 18. - P. 577- 593. Suresh, S. Micromechanisms of fatigue crack growth retardation following overloads / S. Suresh // Engineering Fracture Mechanics. - 1983. - Vol. 18. - P. 577- 593. Файвисович A.B. Экспериментальная оценка изменения величины КИН вдоль фронта поверхностной трещины / A.B. Файвисович // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 1996. -№3.-C. 45 -48. Fayvisovich A.B. Eksperimental'naya ocenka izmeneniya velichiny KIN vdol' fronta poverhnostnoy treschiny / A.B. Fayvisovich // Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. - 1996. -№3.-C. 45 -48.