Исследование сопротивления материала распространению данных и малых усталостных трещин проводили на электромагнитной резонансной установке Instron 1603. Для определения зависимости длины данной усталостной трещины от числа циклов нагружения боковую поверхность компактного образца (рис. 2) полировали и на нее наносили риски алмазной иглой с шагом 0.5 мм на длине 15 мм, а затем с шагом 1 мм. Такая разметка позволяет более равномерное распределение экспериментальных точек на зависимости l=f(N), что в свою очередь повышает точность определения значений скорости роста усталостной трещины на всем протяжении ее роста.

Измерение длины трещины проводили с помощью оптического микроскопа с увеличением х10 непосредственно а процессе испытаний используя стробоскопическое освещение. Точность измерения составляла нагружения R=0,1. Определение порогового коэффициента интенсивности напряжений DКth проводили методом ступенчатого понижения нагрузки на 10-13% на начальном этапе испытания, а в припороговой области на 5%. За значение DКth принимали такое значение DК, при котором скорость роста усталостной трещины была порядка 10 -9 м/цикл.

Определение скорости роста усталостной трещины осуществляли с помощью интерполяционного кубического сплайна. Погрешность определения приращения трещины составляла не более 5% и, следовательно, по работе(7) ошибка вычисления скорости роста трещины не превышала 5%. Для построения кинетической диаграммы усталостного разрушения размах коэффициента интенсивности напряжений вычисляли по формуле(5):

где DF- размах приложенной нагрузки, В- расстояние от оси приложения силы до края образца, l- отношение длины трещины, отмеренной от оси приложения силы, к В, t- толщина образца, Y- поправочная функция, учитывающая геометрию и размеры образца. Y- вычисляется по формуле(5):

Скорость роста малых трещин определяли с помощью метода секущих, вследствие малого количества экспериментальных значений длины трещины. Лунки в образцах получали электроискровым способом. Перед проведением эксперимента образца электрохимически полировались до получения зеркальной поверхности. Для обнаружения трещины и измерения ее длины в процессе нагружения образцы снимались с испытательной установки через каждые 15000 циклов и поверхность лунки исследовалась на оптическом микроскопе Neophot 2 с увеличением 500.

В настоящее время для изучения поведения трещин инструментом является линейная механика разрушения. Но для малых трещин такой подход не применим потому, что размер пластической зоны у вершины малой трещины сравним с размером самой трещины. Возможным альтернативным подходом является использование t- интеграла(8,9). Определение t- интеграла для описания роста малых трещин очень трудоемко, вследствие чего к настоящему времени существует очень мало методик его определения. Одним из наиболее удачных, по-видимому, можно считать выражение Dowting (5), оценивающего размах t- интеграла Dt- из зависимости