<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">veststu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Bulletin of Siberian State University of Transport</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1815-9265</issn><publisher><publisher-name>Сибирский государственный университет путей сообщения</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">veststu-849</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>BUILDING AND ARCHITECTURE</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>О влиянии коэффициента асимметрии цикла внешней нагрузки на характеристики цикла нагружения материала, расположенного в окрестности вершины трещиновидного дефекта</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title></trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шабанов</surname><given-names>А. П.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шакиртов</surname><given-names>М. М.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>СГУПС</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>16</day><month>09</month><year>2026</year></pub-date><issue>4</issue><fpage>12</fpage><lpage>18</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Шабанов А.П., Шакиртов М.М., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Шабанов А.П., Шакиртов М.М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Шабанов А.П., Шакиртов М.М.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestnikstu.ru/jour/article/view/849">https://www.vestnikstu.ru/jour/article/view/849</self-uri><abstract><p>Рассматривается связь коэффициента асимметрии внешней нагрузки, действующей на конструкцию, и характеристики цикла, которым нагружен материал образца в области, примыкающей к вершине трещиновидного дефекта. Развитие усталостной трещины определяется характеристиками цикла нагружения. Предел выносливости материала существенно зависит от коэффициента асимметрии внешней нагрузки: при симметричном цикле он значительно ниже, чем при пульсирующем (при одинаковых амплитудных напряжениях). Усталостные явления определяются напряженно-деформированным состоянием в окрестности вершины выреза, где материал также испытывает циклическое нагружение со стороны окружающего материала, работающего упруго. Исследуется циклическое нагружение плоского образца, выполненного из циклически упрочняющегося материала и имеющего центральный трещиновидный вырез. Рассматриваются циклы внешней нагрузки с коэффициентами асимметрии от 0 до 0,9. Задача решается методом конечных элементов в двумерной постановке для случая плоского напряженного состояния. Проведена верификация используемой конечноэлементной модели. Подтверждено, что созданная модель трещиновидного дефекта позволяет производить упругопластические расчеты с достаточной точностью. Для циклов с различными значениями коэффициентов асимметрии зафиксированы напряжения в вершине трещиновидного дефекта при максимальных и минимальных уровнях внешней нагрузки. Отслежено изменение напряженного состояния при вершине в процессе наработки циклов внешней нагрузки. Установлено принципиальное изменение характера циклических напряжений в области при вершине трещиновидного дефекта вследствие наступления обратной пластичности. Определено, что при любом коэффициенте асимметрии внешней нагрузки в материале, примыкающем к вершине трещиновидного дефекта, реализуется симметричный цикл нагружения с возрастающей от цикла к циклу амплитудой. Скорость нарастания амплитуды тем меньше, чем ближе значение коэффициента асимметрии внешней нагрузки к единице. При его значении, близком к единице, обратная пластичность исчезает и при вершине реализуется несимметричный цикл с постоянной амплитудой.</p></abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>трещиновидный дефект</kwd><kwd>циклическое нагружение</kwd><kwd>коэффициент асимметрии</kwd><kwd>пластическая зона</kwd><kwd>концентрации напряжений</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справ. Киев, 1987. 1242 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справ. Киев, 1987. 1242 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. М., 1974. 416 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. М., 1974. 416 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов. М., 1990. 623 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов. М., 1990. 623 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Головин C.А., Пушкар А. Микропластичность и усталость металлов. М., 1980. 240 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Головин C.А., Пушкар А. Микропластичность и усталость металлов. М., 1980. 240 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Голуб В.П., Плащинская А.В. О влиянии концевой пластической зоны на рост усталостных трещин в изотропных пластинках при одноосном растяжении-сжатии // Теоретическая и прикладная механика. 2003. Вып. 38. С. 91-96.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Голуб В.П., Плащинская А.В. О влиянии концевой пластической зоны на рост усталостных трещин в изотропных пластинках при одноосном растяжении-сжатии // Теоретическая и прикладная механика. 2003. Вып. 38. С. 91-96.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">A numerical study of plasticity induced crack closure under plane strain conditions / F.V. Antunes, F.G. Chegini, R. Branco, D. Camas // International Journal of Fatigue. 2015. № 71. P. 75-86.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">A numerical study of plasticity induced crack closure under plane strain conditions / F.V. Antunes, F.G. Chegini, R. Branco, D. Camas // International Journal of Fatigue. 2015. № 71. P. 75-86.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шабанов А.П. Возможная модель развития усталостной трещины в упрочняющихся материалах // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 5. С. 40-47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шабанов А.П. Возможная модель развития усталостной трещины в упрочняющихся материалах // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 5. С. 40-47.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Crack paths under mixed mode loading / J.R. Yates, M. Zanganeh, R.A. Tomlinson, M.W. Brown, F.A. Garrido // Engineering Fracture Mechanics. 2008. № 75. P. 319-330.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Crack paths under mixed mode loading / J.R. Yates, M. Zanganeh, R.A. Tomlinson, M.W. Brown, F.A. Garrido // Engineering Fracture Mechanics. 2008. № 75. P. 319-330.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Москвитин В.В. Пластичность при переменных нагружениях. М., 1965. 263 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Москвитин В.В. Пластичность при переменных нагружениях. М., 1965. 263 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кишкин Б.П. Конструкционная прочность материалов. М., 1976. 184 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кишкин Б.П. Конструкционная прочность материалов. М., 1976. 184 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шакиртов М.М., Шабанов А.П., Корнев В.М. Построение диаграмм разрушения для пластин с трещиновидным дефектом на основе необходимых и достаточных критериев // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54. № 2. С. 163-170.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шакиртов М.М., Шабанов А.П., Корнев В.М. Построение диаграмм разрушения для пластин с трещиновидным дефектом на основе необходимых и достаточных критериев // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54. № 2. С. 163-170.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нейбер Г. Теория концентрации напряжений в призматических стержнях, работающих в условиях сдвига, для любого нелинейного закона, связывающего напряжения и деформации // Механика: Сб. переводов. 1961. № 4. С. 117-130.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Нейбер Г. Теория концентрации напряжений в призматических стержнях, работающих в условиях сдвига, для любого нелинейного закона, связывающего напряжения и деформации // Механика: Сб. переводов. 1961. № 4. С. 117-130.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нейбер Г. Концентрация напряжений. М.; Л.: Гос. изд-во технико-теорет. лит., 1947. 204 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Нейбер Г. Концентрация напряжений. М.; Л.: Гос. изд-во технико-теорет. лит., 1947. 204 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кутовой В.П., Шабанов А.П., Шакиртов М.М. Исследование напряженно-деформированного состояния вершины усталостной трещины в головке рельса // Известия Транссиба. 2013. № 1 (13). С. 89-94.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кутовой В.П., Шабанов А.П., Шакиртов М.М. Исследование напряженно-деформированного состояния вершины усталостной трещины в головке рельса // Известия Транссиба. 2013. № 1 (13). С. 89-94.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шабанов А.П. О механизме роста усталостной трещины в поле внешних сжимающих напряжений // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 6. С. 108-115.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шабанов А.П. О механизме роста усталостной трещины в поле внешних сжимающих напряжений // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 6. С. 108-115.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тихомиров В.М., Суровин П.Г. Развитие усталостных трещин смешанного типа в образцах из стали // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45. № 1. С. 135-142.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Тихомиров В.М., Суровин П.Г. Развитие усталостных трещин смешанного типа в образцах из стали // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45. № 1. С. 135-142.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шабанов А.П. О формировании усталостных трещин в образцах, помещенных в поле внешних сжимающих напряжений // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2005. Вып. 12. С. 42-46.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шабанов А.П. О формировании усталостных трещин в образцах, помещенных в поле внешних сжимающих напряжений // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2005. Вып. 12. С. 42-46.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
