Badania zmęczeniowe stopu 2024-T3

Abstract

В роботі представлено дослідження втомного руйнування листів алюмінієвого сплаву 2024-Т3 товщиною 3 мм при трьох видах блокового змінно амплітудного навантаження. Прикладене навантаження моделює реальний спектр навантажень нижньої частини крила літака. Метою дослідження було виявлення впливу спектру навантаження на формування втомних борозенок на поверхні руйнування та перевірка можливості відтворення історії навантаження на основі фрактографічного аналізу. Результати дослідження швидкості руйнування відносяться до довгих тріщин. Експериментально визначена швидкість руйнування була порівняна з швидкістю отриманою на основі аналізу відстані між втомними борозенками. Фрактографічний аналіз дозволяє отримати кількісний опис залежності між міжборозенковою відстанню на поверхні руйнування та швидкістю втомного руйнування в цілому діапазоні довжини тріщини.

The subject of the paper is fatigue crack growth rate investigation for 2024-T3 3 mm thick Alclad aluminium alloy sheet under three variable amplitude load programs with multiple overloadsunderloads. These programs correspond to a flight simulation spectrum of a lower skin wing structure. The research was undertaken in order to learn an interaction between applied load and formation of fatigue striations on the specimen fracture surfaces as well as to check the capability for load-time history reconstruction on the basis of microfracture analysis. All considerations in the terms of fatigue crack growth behaviour refer mainly to long cracks. Experimentally determined crack growth rates were compared with the growth rates that were evaluated from the striations spacing. Quantitative fractography allowed to deliver the relation between surface crack and crack depth growth rates for whole range of crack growth.

W pracy przedstawiono badania zmęczeniowego pękania 3 mm blachy ze stopu aluminium 2024-T3 pod wpływem trzech zmiennoamplitudowych programów obciążeń. Zastosowane obciążenia były związane z widmem obciążeń dolnego pokrycia skrzydła samolotu. Badania miały na celu określenie wpływu widma obciążeń na kształtowanie się prążków zmęczeniowych na powierzchni przełomu oraz sprawdzenie możliwości odtwarzania historii obciążenia na podstawie analizy fraktograficznej. Wyniki badań prędkości pękania dotyczyły długich pęknięć. Doświadczalnie wyznaczone prędkości zmęczeniowego pękania były porównywane z prędkościami wyznaczonymi na podstawie odległości międzyprążkowych. Analiza fraktograficzna pozwala na określenie ilościowych relacji między odległościami międzyprążkowymi na powierzchni przełomu a prędkością zmęczeniowego pękania w całym zakresie długości pęknięcia.