NAU Harvester System
THE MODEL OF ALUMINIUM ALLOY CLAD LAYER DESTRUCTION DURING FA-TIGUE
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
THE MODEL OF ALUMINIUM ALLOY CLAD LAYER DESTRUCTION DURING FA-TIGUE
МОДЕЛЬ ДЕСТРУКЦИИ ПЛАКИРУЮЩЕГО СЛОЯ АЛЮМИНИЕ-ВЫХ СПЛАВОВ ПРИ УСТАЛОСТИ МОДЕЛЬ ДЕСТРУКЦІЇ ПЛАКОВАНОГО ШАРУ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ ПРИ ВТОМІ |
|
| Creator |
Ігнатович, Сергій Ромуальдович
Карускевич, Михайло Віталійович Юцкевич, Святослав Сергійович |
|
| Subject |
deformation relief; destruction; clad layer; fatigue
— деформационный рельеф, деструкция, плакирующий слой, усталость — деформаційний рельєф; деструкція; плакований шар; втома УДК 620.178.3:620.179.118(045) |
|
| Description |
The use of aircraft aluminum alloys cladding as a corrosion protection technology leads to fatigue resistance decrease. This effect is due to the cyclic elasto-plastic deformation of the clad layer, in which damages in the form of continuity defects are formed and intensively developed. The destruction of the clad layer initiates the fatigue damage of the alloy base material, which leads to a fatigue resistance decrease. Intensive elasto-plastic deformation of the cladding layer leads to the deformation relief (DR) of the surface appearance, which occurs through the local areas of plastic deformation with increased roughness values. With an increase in the number of loading cycles, the DR develops in three dimensions: on the plane and in the directions normal to the material surface. Indicator of two-dimensional development is the relative area of the DR, and indicator of its development in the direction normal to the surface is the roughness parameter. An integral indicator of the DR development is the surface plastic deformation quantity. For the clad layer damage numerical assessment, it is proposed to use the criterion of destruction - the relative magnitude of the volume increase due to the formation and accumulation of integrity defects in the layer. Based on the phenomenological model of destruction proposed in the work, the expression for this criterion estimation, which includes known indicators of the DR development in the three-dimensional direction, is substantiated. It is shown that to destruction assessment, it is necessary to use an additional DR indicator - DR surface area to its perimeter ratio. The numerical implementation of the proposed model was carried out on the basis of test data of DR development on the clad layer surface of the flat specimens under cyclic loading. It is shown that the phenomenological assumptions for the model specification do not contradict the test data of DR indicators development, and the criterion of destruction satisfactorily describes the damage of the clad layer. It has been substantiated that the ultimate destruction is obtained at critical values of DR area to its perimeter ratio, which gives grounds to suggest this indicator as a criterion for describing the development of DR on the surface and predicting the fatigue crack initiation in the alloy material.
Предлагается модель деструкции плакирующего слоя при усталости, описывающая изменение его объема в зависимости от параметров деформационного рельефа (ДР). Показано, что критическая деструкция определяется отношением площади ДР к его периметру Використання плакування авіаційних алюмінієвих сплавів як технології захисту від корозії, призводить до зниження опору втомі. Цей ефект обумовлений циклічним пружно-пластичним деформуванням плакуючого шару, в якому утворюються і інтенсивно розвиваються пошкодження у вигляді дефектів суцільності. Деструкція плакуючого шару ініціює втомну пошкоджуваність основного матеріалу сплаву, що призводить до зниження його опору втомі. Інтенсивне пружно-пластичне деформування плакуючого шару призводить до виникнення деформаційного рельєфу (ДР) поверхні, який проявляється у вигляді локальних ділянок пластичної деформації з підвищеними значеннями шорсткості. Зі збільшенням числа циклів навантаження ДР розвивається в тривимірному вимірі – на площині і в нормальному до поверхні матеріалу напрямках. Показником двомірного розвитку є відносна площа ДР, а показниками його поширення в нормальному до поверхні напрямку – параметр шорсткості. Інтегральним показником розвитку ДР є величина пластичної деформації поверхні. Для чисельної оцінки пошкоджуваності плакуючого шару пропонується використовувати критерій деструкції – відносну величину збільшення об’єму через формування та накопичення в шарі дефектів суцільності. На підставі феноменологічної моделі деструкції, яка запропонована в роботі, обґрунтовано вираз для визначення даного критерію, до якого входять відомі показники розвитку ДР в тривимірному напрямку. Показано, що для оцінки деструкції необхідно використовувати додатковий показник ДР – відношення його площі на поверхні до периметру. Чисельна реалізація запропонованої моделі здійснювалася на підставі експериментально отриманих даних щодо розвитку ДР на поверхні плакуючого шару плоских зразків при циклічному навантаженні. Показано, що прийняті при побудові моделі феноменологічні передумови не суперечать експериментальним показниками розвитку ДР, а критерій деструкції задовільно описує пошкоджуваність плакуючого шару. Обґрунтовано, що гранична деструкція реалізується при критичних значеннях відношення площі ДР до його периметру, що дає підставу запропонувати даний показник як критерій для опису розвитку ДР на поверхні і прогнозування утворення втомної тріщини в матеріалі сплаву. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2018-12-31
|
|
| Type |
—
|
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/PTZ/article/view/13328
10.18372/0370-2197.4(81).13328 |
|
| Source |
Проблеми тертя та зношування; № 4(81) (2018); 54-63
Problems of Friction and Wear; № 4(81) (2018); 54-63 Проблемы трения и изнашивания; № 4(81) (2018); 54-63 |
|
| Language |
uk
|
|