Кіріспе
Материалдар ғылымындағы формула Париж заңы (Париж-Эрдоган теңдеуі деп те аталады) - шаршау жарығының өсу қарқынын беретін жарық өсу теңдеуі. Кернеудің қарқындылық коэффициенті жарылыс ұшындағы жүктемені сипаттайды және жарылыс өсуінің жылдамдығы эксперименттік түрде жүктеу циклында байқалатын кернеудің қарқындылық диапазонының функциясы болып табылады. Париж теңдеуі - бұл жарылыс ұзындығы және жүктеме циклы үшін ару жарылысының өсуі. Материал коэффициенттері эксперименттік түрде алынады және сонымен қатар қоршаған ортаға, жиілікке, температураға және кернеу қатынасына байланысты. Кернеулік қарқындылығы коэффициентінің диапазоны әр түрлі жағдайлардан жарылудың өсу қарқынын байланыстырады және жүктеме циклында ең жоғары және ең төменгі кернеулік қарқындылығы коэффициенттері арасындағы айырмашылық болып табылады және ол циклдік жүктеме кезінде жарылудың өсу қарқыны мен кернеулік қарқындылығы коэффициентінің аралығы арасындағы қуат заңына байланысты болып табылады. Париж - Эрдоган теңдеуін бүршік бүршік кескінінде тура сызық ретінде елестетуге болады, мұнда x ось кернеулік қарқындылығы коэффициентінің диапазонымен, ал y ось жарылу қарқындылығы қарқындылығымен белгіленеді. ΔK-ның жарылудың өсу жылдамдығы туралы деректерді байланыстыра алу мүмкіндігі көбінесе жарылудың өсуіне себеп болатын ауыспалы кернеулердің өнімділік беріктігіне қарағанда аз екендігіне байланысты. Сондықтан жарық ұшындағы пластикалық аймақтар жарық ұзындығына қарағанда тіпті тот баспайтын болат сияқты өте икемді материалдарда да кішкентай. Теңдеу бір цикл үшін өсімді береді. Бір циклдерді тұрақты амплитудалық жүктеме үшін оңай санауға болады. Өткінші амплитудалық жүктеме реттілігінен эквивалентті тұрақты амплитудалық циклдерді алу үшін жаңбыр ағынын есептеу алгоритмі сияқты циклдерді анықтаудың қосымша әдістерін пайдалану қажет.
Paris' law (also known as the Paris–Erdogan equation) is a crack growth equation that gives the rate of growth of a fatigue crack. The stress intensity factor characterises the load around a crack tip and the rate of crack growth is experimentally shown to be a function of the range of stress intensity seen in a loading cycle. The Paris equation is
where is the crack length and is the fatigue crack growth for a load cycle The material coefficients and are obtained experimentally and also depend on environment, frequency, temperature and stress ratio. The stress intensity factor range has been found to correlate the rate of crack growth from a variety of different conditions and is the difference between the maximum and minimum stress intensity factors in a load cycle and is defined as
Being a power law relationship between the crack growth rate during cyclic loading and the range of the stress intensity factor, the Paris–Erdogan equation can be visualized as a straight line on a log log plot, where the x axis is denoted by the range of the stress intensity factor and the y axis is denoted by the crack growth rate. The ability of ΔK to correlate crack growth rate data depends to a large extent on the fact that alternating stresses causing crack growth are small compared to the yield strength. Therefore crack tip plastic zones are small compared to crack length even in very ductile materials like stainless steels. The equation gives the growth for a single cycle. Single cycles can be readily counted for constant amplitude loading. Additional cycle identification techniques such as rainflow counting algorithm need to be used to extract the equivalent constant amplitude cycles from a variable amplitude loading sequence.
Тарих
1961 жылы П.С.Парис жарық өсу қарқыны стресс қарқындылығы факторына байланысты болуы мүмкін деген идеяны енгізді. 1963 жылғы жұмыстарында Париж мен Эрдоган қиыршықтардың өсуі мен стресс қарқындылығы диапазонының журналды графигі бойынша деректерді қарастырғаннан кейін "авторлар күмәнді, бірақ деректердің 1/4-і арқылы тік сызық еңістігін салуға қарсы тұра алмайды" деген қосымша ескертумен теңдеуді жанама ұсынды. Париж теңдеуі 4 -тің тұрақты көрсеткішімен ұсынылды.
Орташа кернеудің қарқындылығы диапазоны
Париж-Эрдоган теңдеуі өсу қарқынының орташа диапазонында қолданылады, бірақ шекті шамаға жақындаған өте төмен мәндер үшін немесе материалдың сыну беріктігіне жақындаған өте жоғары мәндер үшін қолданылмайды.
The slope of the crack growth rate curve on log log scale denotes the value of the exponent and is typically found to lie between and , although for materials with low static fracture toughness such as high strength steels, the value of can be as high as .
Ұзын жарықтар
Пластикалық аймақтың өлшемі жарық ұзындығына қарағанда кіші болғандықтан (бұл жерде беріктік кернеуі), шағын масштабтағы беріктік шамасын қолдану, сызықтық икемді сыну механикасын және кернеудің қарқындылық коэффициентін пайдалануға мүмкіндік береді. Осылайша, Париж-Эрдоган теңдеуі тек сызықтық эластикалық сынықтар режиміне, созылу жүктемесі кезінде және ұзақ жарықтар үшін жарамды.