Малоцикловая усталость и некоторые свойства кривой гистерезиса конструкционных материалов при двухчастотном нагружении

Согласно расчетам, вибрационные наложения высокой частоты и малой амплитуды должны приводить к значительному сокращению периода роста трещины усталости, что при большой разнице частот основного процесса и наложений также должно существенно изменять общую долговечность. Высказываются и суждения противоположного смысла, состоящие в том, что наложение вибрационной нагрузки равнозначно простому увеличению основной нагрузки на величину вибрационной, вследствие чего соотношение частот и число циклов верхней частоты может быть исключено из числа определяющих параметров. В этой же связи могут быть упомянуты часто не совпадающие взгляды на роль и значение ширины спектра частот для усталости при случайной нагрузке. Затруднения, связанные с оценкой повреждения при совмещении двух или же большего числа циклических процессов, однотипны. Они состоят в необходимости пользоваться критериями усталостного повреждения за простой цикл в отношении режимов, которые не являются последовательностью простых и подобных циклов, но содержат разнородные и совмещенные циклы. Эти затруднения можно преодолеть либо установлением новых в статистической трактовке специфических критериев, не связанных с понятием цикла, например критериев в виде функции распределения дисперсии процесса нагружения по частотам (спектра мощности), либо изучением применимости известных критериев в специфических условиях нестационарного нагружения.

В работе предпринимается попытка описать повреждающий эффект совмещения циклических нагрузок разной частоты на основе известных критериев малоцикловой усталости. Испытывались на усталость при симметричном растяжении — сжатии образцы конструкционных сталей ТС и Х18Н10Т. Испытания при двухчастотном нагружении производились на специальной гидравлической машине мощностью ±7,5 т. Амплитуды деформаций разной частоты задавались и регулировались в ходе испытаний посредством изменения циркулирующего объема рабочей жидкости в замкнутой системе. Регулирующий элемент Р препятствовал накоплению односторонней статической нагрузки в динамическом режиме, обеспечивая эластичность нагружения.