В статье рассмотрены существующие стадии процесса усталостного разрушения судовых конструктивных элементов на примере конструкционного материала гребного вала судна. Кратко охарактеризована методика проведенного эксперимента по исследованию процесса зарождения и дальнейшего роста усталостных трещин в образцах, выполненных из углеродистой стали 35. Проведен анализ результатов усталостных испытаний, по результатам которого отмечено, что трещинообразные дефекты появляются на поверхности испытуемых образцов уже после непродолжительного нагружения. Ориентация зародившихся трещин относительно оси приложения нагружения носит хаотичный характер, а зарождение трещин преимущественно происходит в телах зерен микроструктуры материала. Испытания материала при напряжениях превышающих предел выносливости показали, что микротрещина развивается в пределах границ зерна, а затем приостанавливает свой рост. Отмечено, что границы зерен, фаз или включений играют роль силовых барьеров, для преодоления которых микротрещине необходимо накопить необходимую энергию деформации. Основной результат работы заключается в определении границы перехода малой трещины в стадию развития макротрещины. Автором предложено считать, что такая граница соответствует длине трещины равной размерам десяти средних диаметров зерна микроструктуры.
судовой валопровод, гребной вал судна, усталостное разрушение, малая трещина
1. Кушнер Г.А., Мамонтов В.А. Влияние неоднород ности распределения коэффициента жесткости дейдвудных подшипников на собственную частоту поперечных колебаний валопровода судна // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. -2019. -№ 1. с. 89 - 96.
2. Кукарина А.Ю.,Миронов А.И.,Рубан А.Р. Влияние износов дейдвудных подшипников и гидродинамического момента на устойчивость вращения гребного вала // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. -2016. -№ 1(35). с. 145-153.
3. Емельянов М. Д. Система компьютерного монито ринга технического состояния морских судов с оценкой рисков // Научно-технический сборник РМРС - 2008. - № 31. с. 23 - 43.
4. Тинь Д. Разработка и обоснование методики прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами при ремонте: диссертация канд. техн. наук. - Астрахань, 2009. - 128 с.
5. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов. - М.: Металлургиздат, 1963. -272 с.
6. N. Narasaiah, К.К. Ray, Initiation and growth of micro-cracks under cyclic loading, Mater. Sei. Eng. A 474(2008)48-59.
7. Reddy S.C., Fathemi A. Small crack growth in multi axial fatigue // ASTM SNP. Advanches in fatigue lifetime predictive technigues. - 1992. - №1122. - P. 276-298
8. P. Hansson, S. Melin, C. Persson, Computationally efficient modelling of short fatigue crack growth using dislocation formulations, Engineering Fracture Mechanics xxx (2008) xxx-xxx.
9. R. Lillbacka, E. Johnson, M. Ekh, A model for short crack propagation in polycrystalline materials, Engineering Fracture Mechanics 73 (2006) 223-232.
10. Krajcinovich D., Rinaldi A. Statistical damage mechanics // Theoretical and applied fracture mechanics -2005.-№72. -P. 76-81.
11. Bai Y.L., Xia M.F., Ke F.J., Li H.L. Statistical micro damage mechanichanics and damage field evolution // Teoretical and applied fracture mechanics. - 2001. -№37.-P. 1-10
12. B. Kuünkler, O. Duüber, P. Koöster, U. Krupp, С.-P. Fritzen,H.-J. Christ, Modelling of short crack propagation - Transition from stage I to stage II, Engineering Fracture Mechanics 75 (2008) 715-725.
13. Селиванов В.В. Механика деформируемого тела: учебник для втузов. - 2-е изд., испр. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 424 с., ил.
14. Пестриков В.М., Морозов Е.М. Механика разрушения твердых тел: курс лекций. - СПб.: Профессия, 2002. - 320 с., ил.
15. Прокопенко A.B., Черныш О.Н. Развитие коротких поверхностных усталостных трещин в стали 20X13 и сплаве ВТ9 // Проблемы прочности. - 1989.-№ 5,-С. 12-16.
16. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки судов Т. 2 -СПб.: 2005.-638 с.
17. Кондратьев С.И., Файвисович A.B. Прогнозирование влияния волновой нагрузки на рост трещин в конструктивных элементах судна// Морские интеллектуальные технологии,-2018-№ 1-1 (39).-С. 140-147.
