Расчетная оценка остаточного ресурса прочности машин
Авторы: Киштыков Х.Б.
Опубликовано в выпуске: #11(95)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-11-1932
Раздел: Механика | Рубрика: Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры
Кратковременные перегрузки, которые испытывают машины, могут вызывать повреждение или разрушение конструкции. В этих условиях важно оценить характеристики сопротивления усталости машины, их остаточный ресурс. Для этого в инженерной практике широко используют метод однократных перегрузок (с высокого уровня на низкий), позволяющий моделировать режим неблагоприятного нерегулярного нагружения. Однократные перегрузки на уровне, превышающем исходный предел выносливости, до некоторого числа циклов снижают предел выносливости и остаточный ресурс долговечности конструкций. Предложенные в литературе эмпирические зависимости относительного снижения пределов выносливости от коэффициента перегрузки и циклового отношения дают полное снижение вторичного предела выносливости при цикловом отношении, равном единице. Это не согласуется с результатами опытов, свидетельствующих о существовании предельного снижения вторичных пределов выносливости. Формула, позволяющая несколько скорректировать эти зависимости и описать предельное снижение вторичных пределов выносливости, также при некоторых условиях дает полное снижение вторичных пределов выносливости или теряет физический смысл. Зависимость, предложенная для титановых сплавов, хотя и дает предельное снижение вторичных пределов выносливости, отличное от нуля, но определяет аномальный характер асимптотической кривой, не соответствующий многочисленным опытным данным и математическим моделям повреждения. Ранее автором была разработана математическая модель однократных перегрузок и на ее основе проведена расчетная оценка остаточного ресурса долговечности машин по результатам статистических испытаний лабораторных образцов. В данной работе эта модель использована для расчетной оценки остаточного ресурса прочности машин. Предложены расчетные зависимости, удовлетворительно описывающие результаты экспериментов и свободные от указанных недостатков. Предложенные зависимости могут быть рекомендованы для внедрения в практику инженерных расчетов.
Литература
[1] Киштыков Х.Б. Математическая модель однократных перегрузок и расчетная оценка остаточного ресурса долговечности машин. Наука, техника и технология нового века (НТТ–2003). Материалы Всерос. научно-технич. конф. Нальчик, Каб.-Балк. гос. ун-т, 2003, с. 215–222.
[2] Henry D.L. A theory of fatigue damage accumulation in steel. Transactions of the ASME, 1955, vol. 77, no. 6, pp. 101–113.
[3] Серенсен С.В., ред. Справочник машиностроителя. Т. 3. Москва, Машгиз, 1962, 654 с.
[4] Гольцев Д.И. Приближенная оценка предела выносливости конструкционных материалов. Вопросы динамики и динамической прочности. Сб. ст. Рига, Изд-во АН Латв. ССР, 1955, с. 65–73.
[5] Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. Москва, Машиностроение, 1977, 232 с.
[6] Всеволодов Г.Н., Курнаева Н.Н., Лошакова Н.И. Влияние однократной перегрузки на усталостную прочность. Прочность судовых конструкций. Тр. Ленинградского кораблестроительного института. Ленинград, 1975, вып. 100, с. 23–27.
[7] Ральцевич Н.В. Влияние циклических перегрузок на усталостную прочность двух марок стали и сплава титана. Строительная механика; сварка; прочность конструкций и материалов; технология. Сб. тр. Изд-во МВССО СССР, Ленинград, 1971, с. 113–121.
[8] Вагапов Р.Д. Статистическая конкретизация детерминистской модели повреждения на первой стадии усталости. Динамика и прочность упругих и гидроупругих систем. Москва, Наука, 1975, с. 121–136.
[9] Вагапов Р.Д., Киштыков Х.Б., Шадрин В.П. Вторичные области рассеивания и распределения пределов усталости при однократной смене амплитуд напряжений. Динамика и прочность упругих и гидроупругих систем. Москва, Наука, 1975, с. 136–143.
[10] Киштыков Х.Б. Расчетно-графический метод построения вторичных областей рассеивания и вторичных распределений пределов выносливости и планирования статистического эксперимента при однократных перегрузках. Вестник КБГУ. Сер. Технические науки. Нальчик, 1994, вып. 1, с. 67–73.
[11] Киштыков Х.Б. Вероятностно-детерминистская оценка сопротивления усталости крупногабаритных объектов техники из титанового сплава. Качество. Инновации. Образование, 2015, № 7, с. 40–46.
[12] Киштыков Х.Б. Экспериментальное обоснование двухкомпонентной статистической модели крупногабаритной поковки из титанового сплава. Качество и жизнь, 2017, № 1, с. 63–67.
[13] Киштыков Х.Б. Методика оценки вероятностного порога совпадения по форме вторичных кривых усталости с первичными и распределения минимального повреждающего напряжения. Известия Кабардино-Балкарского государственного университета, 2013, т. III, № 3, с. 53–59.
[14] Вагапов Р.Д., Шадрин В.П. Экспериментальное обоснование двухком-понентной статистической модели литого тела. Механика. Куйбышев, Политехн. ин-т, 1974, с. 76–81.