На основании средней усталостной долговечности образцов осевой стали LZ50, не подвергавшихся поверхностной обкатке роликами, определены 5 модельных межремонтных циклов. Соответственно 5 групп образцов были обточены и обкатаны роликами при вышеуказанных межремонтных циклах и подвергнуты испытанию на усталость по методу реплик. Результаты показали, что скорость роста трещин гораздо ниже таковой до обкатки роликами при заданном преобладающем размере коротких трещин. Эффективная плотность коротких трещин для всех образцов значительно уменьшается после обработки. Однако если поверхностную обработку вовремя не выполняют, наибольшая эффективная плотность коротких трещин для 5-ти исследуемых групп образцов непрерывно возрастает, тогда как средняя усталостная долговечность постепенно снижается. Приведена функция, описывающая эффект межремонтных циклов, для уточнения предложенной ранее модели роста коротких трещин. Уточненная модель может учитывать существенное влияние межремонтного цикла на рост коротких трещин и прогнозировать характер их роста при различных межремонтных циклах на основании полученных результатов испытаний осевой стали LZ50.

Отмечено, что процесс усталостного повреждения металлических компонентов и структур относится, главным образом, к стадии роста короткой усталостной трещины. Для определения характера произвольного роста короткой усталостной трещины и использования модели скорости роста трещины предлагается вероятностная модель, учитывающая закономерности рассеяния результатов испытаний, которая базируется на модели многочисленных микроструктурных барьеров и может описывать характеристику замедления скорости роста короткой усталостной трещины в процессе ее развития. Для учета статистических характеристик всех результатов испытаний использован общий метод максимального правдоподобия, который широко применяется при оценке параметров кривых усталости и кривых Коффина - Мэнсона. При оценке параметров вероятностной модели условный метод оптимизации коэффициента корреляции распространяется на расчет параметров средней кривой и кривой среднеквадратического отклонения. Анализ результатов испытаний стали LZ50 свидетельствует о целесообразности и возможности использования представленной модели.

Ключевые элементы железнодорожного подвижного состава в процессе эксплуатации почти постоянно находятся под влиянием многоосного напряженного состояния. Чтобы оценить усталостную прочность конструкции, необходимо располагать параметрами напряжения. Согласно традиционному методу проекции максимальное главное напряжение должно изначально равняться максимальному напряжению при растяжении, а поэтому процесс проекции должен выполняться без учета состояний растяжение - сжатие главных напряжений. Во избежание вышеуказанных несоответствий предложен метод определения параметра усталости на основе проекции главного напряжения относительно сферического направляющего косинуса. С помощью этого метода можно определить направление максимального растягивающего напряжения и учитывать показатель напряжения при растяжении - сжатии при расчете максимального и минимального напряжения. Физический смысл данного метода более выражен по сравнению с традиционным методом проекции, а его алгоритм является простым и эффективным. Усталостная прочность сварной рамы тележки оценивается с использованием традиционного метода проекции и предложенного метода. Результаты показывают, что в некоторых узлах значения максимального напряжения, вычисленные с помощью данного метода, могут на 19,4 % превышать значения, полученные традиционным методом, в то время как минимальные напряжения и коэффициенты асимметрии цикла, полученные двумя методами, могут быть противоположными по знаку. Предложенный метод, который учитывает свойства главных напряжений при растяжении - сжатии, является более рациональным по сравнению с традиционным методом проекции, и поэтому соответствующие результаты оценки усталостной прочности будут более надежными.

Проведено експериментальне дослідження втрати міцності переробленого бетону залежно від коефіцієнта заміни переробленого великого наповнювача, кількості золи-винесення та віку бетону шляхом дослідження сили стиснення бетону. Показано, що у порівнянні з природним гравієм, перероблені грубі наповнювачі мають багато мікротріщин, що утворюються під час дроблення. Крім того, поверхня гравію покрита пористим клейовим розчином, який забезпечує корозійну стійкість до руйнування бетону. Зі збільшенням кількості переробленого крупнозернистого наповнювача міцність на стиск переробленого бетону зменшується. Додавання золи-винесення, яка створює ефект ущільнення, допомагає посилити ерозійну стійкість переробленого бетону. Було показано, що позитивний ефект старіння переробленого бетону значно вище, ніж негативний ефект ерозії сольового розчину, тому з віком міцність переробленого бетону збільшується.

Выполнены испытания на репликах короткой усталостной трещины с использованием образцов осевой стали LZ50 в форме песочных часов в условиях циклического нагружения при изгибе с вращением. Выполнены 7 серий испытаний. Показано, что короткие усталостные трещины возникают в ферритных зернах или на их границах, затем они начинают расти под влиянием микроструктуры материала. Скорость роста трещин увеличивается скачкообразно, затем снижается вдвое за счет барьера, создаваемого границами ферритных зерен и полосчатой структурой перлита. Проанализированы статистическая эволюция длины доминирующей эффективной короткой усталостной трещины и доля остаточного ресурса на основании трех принципов наилучшего соответствия, включающих общий эффект соответствия, соответствие принципам физики усталости и надежность прогнозирования остаточной прочности. Установлено, что статистическое распределение минимальных величин выявляет наилучшее соответствие для длины доминирующей эффективной короткой усталостной трещины и доли остаточного ресурса. Модель роста короткой усталостной трещины, включающая различные барьеры в микроструктуре, обеспечивает хороший результат подгонки и отражает циклическое влияние микроструктуры на ее поведение.

Індекс рубрикатора НБУВ: К391.91-18

Рубрики:

Виробництво композитних металокерамічних матеріалів і виробів

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ