Действием внутренних

В алюминиевых лопатках направляющего аппарата ГТД, когда распространение трещин происходит под действием вибрационных нагрузок квазихрупко, предлагается использовать отверстия в качестве ловушек для трещин [73]. Целесообразность применения данного подхода обусловлена тем, что если трещина достигала критического размера в межремонтный период, то требовался досрочный съем двигателя. Под критическим состоянием в данном случае подразумевался сам факт выявления в эксплуатации усталостной трещины. На основе стендовых испытаний, обобщения опыта эксплуатации двигателей и тензометри-рования лопаток были выявлены наиболее напряженные и потенциально опасные зоны с точки зрения зарождения и роста усталостных трещин. Предложено, после обнаружения в межремонтный период на лопатке трещины выполнять в ней два отверстия в строго определенных напряженных зонах, к которым будет устремлено движение развивающейся трещины. После попадания в отверстия трещина будет остановлена или заторможена, а двигатель можно дальше эксплуатировать с заторможенной трещиной.

Формирование строчечности и псевдобороздчатого рельефа излома указывает на реализацию процесса роста трещины в области МНЦУ. Поэтому отсутствие регулярных мезолиний на начальном этапе роста трещины следует относить к развитию трещины на значительную длину в каждом полете под действием вибрационных нагрузок на поврежденные лопатки. Поскольку повреждения могли быть нанесены на лопатки в любой момент времени после начала эксплуатации, то следует иметь в виду, что истинная продолжительность роста трещины могла быть существенно меньше 90 полетов.

Из результатов фрактографического исследования диска IX ступени КВД двигателя CF6-50 видно, что разрушение диска началось из-за исчерпания его долговечности по критериям МНЦУ, но развитие трещины под действием вибрационных нагрузок было локализовано в пределах зоны с размерами около 4,5 мм по оси диска и 2 мм по его радиусу. Далее развитие трещины определялось нагрузками, отвечающими области МЦУ. При этом разрушение материала в малоцикловой области вначале было смешанным вязким внутри-зеренным и хрупким межсубзеренным, а затем подавляющую роль стал играть хрупкий межсубзе-ренный механизм разрушения материала. Аналогичные особенности разрушения материала как в плане перехода ведущей роли в повреждении материала от высокочастотных вибрационных нагрузок к нагрузкам, отвечающим области МЦУ, так и в части реализуемых механизмов малоциклового разрушения материала наблюдались у дисков

Таким образом, усталостное разрушение лопатки происходило под действием вибрационных нагрузок с высокой частотой. Оно было реализовано в области низких скоростей роста трещины, в пределах которых ведущим механизмом разрушения является сдвиговый процесс. В этом случае усталостные бороздки не формируются.

В емкости из'титанового сплава ВТ14 обнаружено множественное разрушение (рис. 41) после ее транспортировки в контейнере и выдержки в течение длительного времени. Разрушение начиналось от сварных точек (рис. 41,а и б), имело хрупкий характер, на поверхности излома наблюдались следы постепенного развития трещины в виде шевронов. Разрушение могло быть усталостным под действием вибрационных нагрузок при транспортировке в контейнере. Микрофрактографический анализ с помощью оптического микроскопа показал сглаженный рельеф в виде плато вытянутой формы, похожий на усталостный. На электронных фрактограммах усталостных признаков обнаружено не было. На поверхности излома наблюдались хрупкие фасетки, присущие замедленному разрушению (рис. 41, в). На основании исследования сделан вывод о том, что замедленное разрушение произошло при вылеживании изделия. Замедленному разрушению способствовала система установки емкости в контейнере, при которой она касалась ложемента не по всей плоскости, а в нескольких участках, что вызвало действие изгибающих напряжений.

лектора. Анализ изломов показал, что разрушение многоочаговое, имеет усталостный характер. Очаги разрушения располагаются как на наружной, так и на внутренней поверхности (рис. 130). В некоторых трещинах по сварным швам наблюдалось затекание анодного покрытия, что свидетельствует о наличии напроваров. Осмотр сварных швов выявил много дефектов: напровар, отсутствие корня шва, двух- и четырехкратная подварка. Усталостные микрополоски тонкие, что может свидетельствовать об относительно медленном развитии трещины. Микроструктура и механические свойства материала (0В = 0,34 ГН/м2, ао,2=0,167 ГН/м2, 6=18,8%) указывают, что материал находится в отожженном состоянии. Поскольку по границам зерен не наблюдается сплошного нитевидного расположения р-фазы, можно предположить, что температура воздуха, проходящего по трубе, была порядка 300°С, т.е. разрушение плоского участка коллектора произошло под действием вибрационных нагрузок из-за пониженной несущей способности материа-

При работе двигателя имеет место произвольное перемещение внутренних колец шарикоподшипников относительно цапфы ротора под действием вибрационных усилий в условиях сухого трения.

Кроме этого, циклическое нагружение нестационарно — величины циклических нагрузок различны в пределах каждого блока, соответствующего одному полету. Особенностью нагружения деталей ГТД является то, что интенсивное малоцикловое и статическое нагружение происходит с одновременным действием вибрационных напряжений, вызывающих механическую усталость материала деталей. В тех случаях, когда нагружение или разгрузка деталей (рабочие лопатки турбин, диски, корпуса) сопровождается увеличением или уменьшением температуры, механическое циклическое нагружение дополняется термическим, и при этом сопротивление малоцикловой усталости должно быть определено с учетом фактора переменности температуры в течение цикла. Для ряда деталей (сопловые лопатки, форсунки, экраны камер сгорания, элементы форсажных камер) термические напряжения являются основными и необходима оценка сопротивления термической усталости.

На основе указанного подхода все перечисленные выше своеобразные эффекты можно объяснить действием вибрационных сил.

Таким образом, одно из направлений теории динамической устойчивости связано о изучением колебаний, возникающих под действием вибрационных параметрических нагрузок.

Учитывая специфические свойства железокремнистых сплавов, особое внимание следует обращать на конструкцию отливок. Детали должны иметь стенки равномерной толщины, с плавными переходами (острые углы должны отсутствовать); конструкции должны обеспечивать возможность деформации отливок под действием внутренних напряжений.

При термообработке вследствие неравномерности нагрева по сечению возникают такие термические и фазовые напряжения (б i — напряжения первого рода), которые могут приводить к разрушениям и трещинам. В результате нагрева внешние слои изделия под действием внутренних (более холодных) слоев подвергаются сжатию (—а), тогда как внутри изделия, напротив, возникают растяжения (+°).

При сварке аустенитными сварочными материалами по-•ц.ппается предрасположенность швов к образованию горячих трещин. Они могут возникать при неблагоприятном сочетании факторов, связанных с понижением деформационной способности металла шва вследствие наличия в структуре легкоплавких эвтектик, дефектов кристаллического строения, выделения хрупких фаз, а также под действием внутренних и внешних напряжений. Методы повышения стойкости против горячих трещин обычно сводятся к уменьшению содержания элементов, способствующих их возникновению, снижению

и, следовательно, скорость центра инерции этой системы не может меняться. Поэтому из того факта, что газы под действием внутренних сил вытекают, скажем, влево, следует сразу, что корпус

Если в изолированной системе не соблюдается третий закон Ньютона, то это значит, что импульс системы изменяется под действием внутренних сил. Но всегда сопутствующее нарушению третьего закона электромагнитное излучение уносит с собой импульс, который как раз компенсирует изменение импульса системы, обусловленное действием внутренних сил. Иначе говоря, если при определении импульса изолированной системы учесть импульс создаваемого ею электромагнитного излучения, то, как показывает опыт, для изолированной системы всегда оказывается справедливым закон сохранения импульса, независимо от того, соблюдается третий закон Ньютона или нет.

Многослойные покрытия с использованием никеля могут применяться для формирования пористых покрытий, которые показывают высокую эффективность при работе на трение в присутствии смазок. В этом случае на никелевое покрытие наносится гонкий слой никеля (0,5 — 2 мкм) с внутренними напряжениями 490—590 МПа, сверху осаждается хром. Под действием внутренних напряжений образуется сетка трещин,

Водяная обмывка используется при очистке экранов котлов, работающих на сильношлакующих топливах (сланцы, фрезерный торф, канско-ачинские и другие угли). Разрушение отложений в этом случае достигается в основном под действием внутренних напряжений, возникающих в слое отложений, при периодическом их охлаждении водяными струями, истекающими из сопловых насадков 2 головки / (рис. 94, а). Наибольшая интенсивность охлаждения наружного слоя отложений имеет место в первые 0,1 с воздействия водяной струи. Исходя из этого выбирается

Водяная обмывка используется при очистке экранов котлов, работающих на сильношлакующих топливах (сланцы, фрезерный торф, канско-ачинские и другие угли). Разрушение отложений в этом случае достигается в основном под действием внутренних напряжений, возникающих в слое отложений, при перио-

Вследствие связи коррозионного растрескивания с действием внутренних растягивающих напряжений существенно влияние технологических операций, приводящих к возникновению остаточных напряжений как в поверхностном слое, так и в теле детали. Вместе с тем это влияние по-разному проявляется в различных структурных состояниях материала. Приведем значения времени ( в ч) до появления микротрещин в образцах из стали 11Х11Н2ВМФ при испытании в среде NaCl 50%, Н2О 50%, SeO2 1%, уротропин 1% при сг = 0,5 о0,2 (данные Л. А. Филимоновой. И. С. Калашникова).

При длительном развитии разрушения появление дополнительных трещин весьма вероятно; их обнаружение и анализ помогает установить характер разрушения, тем более, что при длительном развитии эксплуатационной трещины поверхность разрушения сильно повреждается. Траектория трещины может свидетельствовать о времени ее возникновения; например, на неработавшей детали из высокопрочного алюминиевого сплава обнаруженная трещина идентифицировалась вначале как штамповочная, однако анализ ее траектории показал, что она строго следовала рискам от механической обработки, следовательно, трещина возникла либо при механической обработке, либо спу-ся какое-то время под действием внутренних остаточных напряжений.

Действием внутренних напряжений: а — внутренние напряжения приложены несимметрично относительно среднего сечения подложки АЛ; б — изгиб подложки под действием напряжений растяжения в пленке; в — изгиб подложки под действием напряжения сжатия в пленке