Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Задача повышения надежности и ресурса маиин требует создания уточненных методов расчета характеристик сопротивления усталости и долговечности деталей кашин. Эти методы должны основываться на новейших экспериментальных данных, точной информации о погруженности и более полной учете распределения местных напряжения в зоне концентрации. Развитие существующих и создание новых методов расчета, а также их теоретико-экспериментальное обоснование рассматривается в данной работе.
Весьма актуальное значение приобрела, разработка иотода, позволяющего в локальных зонах повышенной напряженности определять характеристики сопротивления усталости, выраженные в иак-синальных с местных) напряжениях. Это связано с широким распространенней экспериментальных и численных методов определения напряженного состояния, позволяющих с высокой степенью точности получать распределение напряжений в локальных зонах. В этих случаях при расчетах на долговечность целесообразно .использовать характеристики сопротивления усталости, которые выражены не в номинальных, а в местных напряжениях.
Больше внимание в работе уделяется разработке и экспериментальному обоснованию методики расчета характеристик сопротивления усталости деталей, изготовленных из чугунного я стального литья. Отсутствие такой негодики существенно ограничивает возможность расчетов на усталость н долговечность для литых деталей, которые находят лирокое применение в современном машиностроении.
Одним иэ удобных средств для опенки надежности деталей машин являются вероятностные диаграммы усталости. Однако, для большинства натурных деталей построение таких диаграмм по результатам прямых усталостных испытаний невозможно ввиду значит тельных затрат средств и времени. В таких случаях целесообразно использовать метод построения вероятностных диаграмм усталости по результатам усталостных испытаний лабораторных образцов, который предлагается в данной работе.
Широкое распространение в России получила система справоч-
ной информации для расчетов на усталость и долговечность, в основу которой положена статистическая теория подобия усталостного разрушения, разработанная В.П.Когаввьи. Перспективный направленно» развития системы справочной информации является ее компьютерная реализация. Програмна, представленная в работе, позволяет сократить время и затраты на проектировании новой техники и выявить дополнительные резервы несудай способности.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ, Теоретике-экспериментальное' обоснование новых методов для оденки пределов выносливости, выражает х в максимальных напряжениях, и для"расчета характеристик сопротивления усталости деталей, изготовленных из стального и чугунного литья; -. изучение закономерностей подооия усталостного разрушения при разных базовых числах циклов; развитие метода построения вероятностных диаграми усталости; дальнейшее развитие системы справочной информации по расчетам на усталость и реализация расчетных методов а виде прикладного программного обеспечения для IBM-совместимыхперсональных компьютеров.
- НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Проведено комплексное экспериментальное исследование по влиянию базового числа циклов на насвхабньй доктор и яа чувствительность к концентрации напряжений. Получена справочная информация о параметрах уравнения подобия, необходимая для построения вероятностных диаграмм усталости. . ' Разработан и обоснован метод расчета характеристик сопро-тйвления__усталости по максимальным напряжениям. Показана возможность использования в уравнении подобия усталостного разрушения нового критерия подобия, который -представляет собоа часть плаЪ&дн поверхности детали в окрестности точ:.и максимальной напряженности и, если его величина одинакова для нескольких деталей, указывает на равенство пределов выносливости.
Обоснована возможность распространения, системы справочной информации, используемой для расчета характеристик сопротивления усталости деталей иэ проката и поковок, на детали, изготовленные из литья. '
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Результаты исследований, приведенные в диссертации были использованы при создании нормативно-технической документации, изданной в системе Госстандарта:
1Э р 54-258-S8. Расчеты к испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости детален из чугуна, и 23 Р 50-83-88. Расчеты и испытания на прочность. Расчеты на прсчность валов и осей.
Разработанные методики выли применены для расчета шатунов крупных горячештанповочных прессов, выпускаемых на ПО "Боронеж-тяжмехпресс", и валов редукторов, производникх финской фирмой "JOT-Company, Ltd".
Дополненная и,уточненная система справочной информации выла использована при разработке программы FATIGUE, предназначенной для расчета усталостной долговечности (функция распределения ресурса) и характеристик сопротивления усталости типовых деталей машин и элементов конструкций.
АПРОБАЦИЯ. Основные положения и результаты диссертационной равоты были доложены на XII юбилейной конференции молодых ученых Института машиноведения "Актуальные проблемы нашиноведения"СМос-ква, 1989 г.5, на конференции "Усталость материалов и конструкция" СПрага, 19S9 г.Э. на симпозиуме "Fatigue Design '93" С Хельсинки, 1992 г.Э. а также сыли представлены на 4-ой Европейской конференции-выставке по новым материалам и технологиям "Восток-Запад" С Санкт-Петербург, 1993 г.Э, где были отмечены дипломом за" лучшую работу среди молодых ученых.
ПУБЛИКАЦИИ. По резульгатан диссертационной работы опубликовано 6 статей. Материалы диссертации были также использованы при разработке 4 нормативно-технических документов, в которых диссертант является автором.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения четырех глав» примера расчета, общих выводов, списка литературы. Содержит 84 страницы текста, 26 рисунков и 8 таблиц.
