Малоцикловая усталость

Файл:LCF vs. HCF.PNG

Кривая усталости с разграничением зон малоцикловой и многоцикловой усталости при 10⁵ циклов нагружения

Малоци́кловая уста́лость (англ. low-cycle fatigue; LCF) — усталость материала, при которой усталостное повреждение и разрушение происходят в основном во время упругопластического деформирования.

Основные понятия

Во многих инженерных конструкциях наблюдается разрушение после относительно небольшого количества циклов нагружения, насчитывающего несколько тысяч повторений. Разрушение после малого количества циклов нагружения от так называемой малоцикловой усталости, как правило, происходит при значительной (около 1%) пластической циклической деформации в макрообъёмах рассматриваемого элемента конструкции.

Граница между мало- и многоцикловой усталостью является условной и определяется главным образом мерой неупругости материала в цикле нагружения и пластичностью материала. Для высокопластичных сплавов переходная зона между мало- и многоцикловой усталостью смещается в сторону большей циклической долговечности, для хрупких — в сторону меньшей.

Особенности исследований

Расчёты элементов конструкций на малоцикловую усталость базируются на экспериментальных данных изучения закономерностей сопротивления деформированию и разрушению при циклическом упругопластическом деформировании, а также исследованиях кинетики неоднородного напряжённо-деформированного состояния и накопления повреждений в зонах концентраций напряжений — местах вероятного разрушения.

Сопротивление материалов циклическому упругопластическому деформированию обычно изучают при однородном напряжённом состоянии, используя два основных вида нагружения. В одном случае во время циклического деформирования постоянной сохраняется амплитуда напряжений, в другом — амплитуда деформации. Эти виды соответственно называют мягким и жёстким нагружением.

Виды разрушения

Сопротивление разрушению при циклическом деформировании материала существенно зависит от характера нагрузки (мягкое и жёсткое) и циклических деформационных свойств этого материала.

При мягком нагружении циклически разупрочняющихся материалов накапливаются пластические деформации, которые могут привести к двум типам разрушения — квазистатическому и усталостному. Квазистатическое связано с увеличением остаточных деформаций до уровня, который соответствует разрушению при однократном статическом нагружении. Разрушение усталостного характера связано с накопилением повреждений, образованием трещин при существенно меньшей пластической деформации. Возможны и промежуточные формы разрушения, когда образуются трещины усталости на фоне заметных пластических деформаций.

Литература

• 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/Укладач: Ясній П. В. — Тернопіль: ТДТУ, 2006. — 100 с. Архивировано из первоисточника 8 грудня 2012.
• Міцність конструкційних матеріалів при малоцикловому навантаженні за умов складного напруженого стану / Ф. Ф. Гігіняк, А. О. Лебедєв, О. К. Шкодзінський; За ред. А. О. Лебедєва ; НАН України, Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренка. — К. : Наукова думка, 2003. — 271 с.: рис. — (Проект «Наукова книга»). — ISBN 966-00-0786-8

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Руниверсалис» («Руни», руни.рф) под названием «Малоцикловая усталость», расположенная по адресу: — https://руни.рф/index.php/Малоцикловая_усталость Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC BY-SA. Всем участникам Руниверсалиса предлагается прочитать «Обращение к участникам Руниверсалиса» основателя Циклопедии и «Почему Циклопедия?».