Витривалість матеріалу

Графік витривалості

Витривалість матеріалів — здатність матеріалів і конструкцій чинити опір дії повторних (циклічних) навантажень без втомного руйнування^[1].

Загальні положення

Пошкодження або руйнування від дії циклічних навантажень називається втомою. Розрізняють малоциклову втому — розвиток пластичних деформацій при високих рівнях вантаження, і багатоциклову втому — поступове накопичення прихованих необоротних змін в структурі матеріалів, подальше утворення мікроскопічних тріщин та їх злиття в так звану магістральну макроскопічну тріщину, що приводить до втомного руйнування.

Витривалість залежить від властивостей матеріалу, виду циклу, вигляду напруженого стану, наявності концентраторів напружень, стану поверхні, властивостей довкілля, розмірів деталі або конструкції тощо^[2]. Границя витривалості може виявитися значно нижчою за границю міцності або границю плинності матеріалу. Висока чутливість границі витривалості до різних чинників вимагає підвищеної уваги до вибору допустимих напружень і коефіцієнтів запасу при циклічних навантаженнях.

Крива втоми

Залежність між рівнем навантаження (напруження) σ і числом циклів N, відповідним руйнуванню, представляється графічно у вигляді кривої втоми.

Криві втоми дозволяють встановити такі критерії витривалості:

• границю витривалості  — максимальне за абсолютним значенням напруження циклу, за якого ще не відбувається втомне зруйнування матеріалу протягом заданої кількості циклів навантажування. Вона характеризує несучу здатність матеріалу, тобто те найбільше напруження, яке він може витримати за певний період роботи;
• циклічну довговічність — число циклів (або експлуатаційних годин), які витримує матеріал до утворення втомної тріщини певної довжини або до втомного руйнування при заданому напруженні.

Див. також

• Втома матеріалу
• Границя витривалості
• Опір матеріалів

Примітки

1. ДСТУ 2444-94 Розрахунки та випробування на міцність. Опір Втомі. Терміни та визначення.
2. Витривалість [Архівовано 5 грудня 2020 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.

Джерела

• Опір матеріалів. Підручник /Г. С. Писаренко, О. Л. Квітка, Е. С. Уманський. За ред. Г. С. Писаренка — К.: Вища школа,1993. — 655 с. ISBN 5-11-004083-4
• Механіка руйнування зварних конструкцій: Курс лекцій. Для студентів спеціальності 7.092301 усіх форм навчання [Архівовано 8 грудня 2012 у Wayback Machine.] / Укладач: Ясній П. В. — Тернопіль: ТДТУ, 2006. — 100 с.
• Хейвуд Р. Проектирование с учетом усталости / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1969. — 504 с.
• Труфяков В. И. Усталость сварных соединений. К.: Наукова думка, 1973. — 216 с.
• Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость / Пер. с англ. М. :Машиностроение, 1974. — 344 с.
• Серенсен С. В., Когаев В. П., Шнейдерович Р. М. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. — М.: Машиностроение, 1975. — 488 с.
• Трощенко В. Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. — К.: Наук, думка, 1981. — 344 с.
• Панасюк В. В. и др. Механика разрушения и прочность материалов. Т. 4. Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов. — К.: Наукова думка, 1990. — 679 с. — ISBN 5-12-000489-X

Посилання

• Витривалість // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 47. — ISBN 978-966-7407-83-4.