Введение к работе
Актуальность темы Расчеты на прочность и долговечность материалов и деталей выполняются с учетом многих реальных факторов Факторы, как правило, снижают прочность и долговечность конструкционных материалов, деталей и элементов конструкций машиностроения В данном случае речь идет о статической и циклической нагрузках, которым подвергаются детали машин и конструкций Следует ввести некоторые критерии, параметры, показатели сопротивления усталости и статической нагрузки За такие параметры приняты тангенсы углов наклона кривой усталости lgo" - lge к оси деформации є Они представляются в виде отношений tgaw = dlgo I dlgN и tgaKy = dlgc I digs Одним из важных факторов, определяющих величины показателей tgaw и tgaK , а стало быть прочность и долговечность деталей машин и конструкций является масштабный эффект Исследование влияния абсолютных размеров образцов (деталей) при прочих равных условиях на их прочность и долговечность получило название масштабного фактора или масштабного эффекта Природа этого эффекта неясна, и работа, направленная на исследование влияния абсолютных размеров на прочность и долговечность образцов (деталей) является весьма актуальной К настоящему времени накоплен определенный материал по исследованию масштабного эффекта, но он относится к области, так называемой "чистой механики" Предложено"несколько гипътез масштабного эффекта статическая, механическая, технологическая, энергетическая и т п Ни одна из них не дает полного объяснения природы эффекта Внесение ясности даже в некоторые элементы проблемы в целом представляет собой безусловную актуальность поставленной научной задачи В связи с тем, что подход к решению проблемы в целом с позиций механики не дает полных положительных результатов, очевидна необходимость исследований физики масштабного эффекта В этом и будет коренной вопрос актуальности данной работы Физика масштабного эффекта необходимо связана с поверхностными эффектами, происходящими в образцах (деталях) Такая направленность исследования актуальна
Все изложенное позволит получить новые характеристики, определяющие прочность и долговечность образцов (деталей) Актуальность^научной задачи заключается в том, чтобы эти
характеристики ввести в метод определения прочности и долговечности деталей машин и конструкций по эффектам, происходящим на их поверхности
Цель работы заключается в получении новых характеристик повреждаемости поверхности при изменении абсолютных размеров образцов (деталей) и в обосновании их применимости для прогноза кривых, усталости натурных деталей машин и конструкций
Научная новизна заключается в разработке элементов физики масштабного эффекта с позиций повреждаемости поверхности конструкционных материалов, в получении новых зависимостей показателей сопротивления усталости и статической нагрузки от абсолютных размеров образцов (деталей), в обосновании применимости новых характеристик поверхностных эффектов в методе прогноза прочности и долговечности деталей машин и конструкций по повреждаемости их поверхности, в установлении зависимости повреждаемости поверхности в виде полос скольжения от абсолютных размеров образцов (деталей) Д, при этом установлено, что с ростом Д уменьшается пластичность и коэффициент упрочнения поверхностного слоя
Практическая ценность работы заключается в том, что получены численные значения повреждаемости поверхности при статической и циклической нагрузках, а также показатели сопротивления названным нагрузкам В получении зависимостей повреждаемости поверхности от абсолютных размеров, частоты и асимметрии циклов, которые являются основой расчетного метода по определению прочности и долговечности конструкционных материалов В применении названных характеристик в прогнозировании кривых усталости натурных деталей автомобилей
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Детали машин и теория механизмов и машин» НГТУ 10 сентября 2001 г и 19 февраля 2002 г, на Международном форуме по проблемам науки, техники и образования, организованном Академией наук о Земле 3-7 декабря 2001 г (г Москва), на всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в машиностроении » 16-18 сентября 2002 г (г Арзамас)
Публикации. Основные результаты диссертационной работы
представлены в 5 печатных работах q
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы (79 наименований) и приложения Ее объем составляет 132 страницы машинописного текста, в том числе 49 рисунков, 8 таблиц В приложение включены документы, подтверждающие практическое использование результатов работы на предприятиях г Н Новгорода ОАО НАЗ «Сокол», ОАО «Гидромаш»
