Введение к работе
ВВЕДЕНИЕ. Детали грузоподъемных машин подвергаются в эксплуатации нерегулярному циклическому нагружешш. Вследствие неизбежного рассеяния качества деталей и вероятных нарушений режи-мов эксплуатации иногда наблюдаются преждевременные усталостные поломки деталей с последствиями различной тяжести. ЕЬіяснение причин разрушения конкретной детали может оказаться исключительно важным, т.е. выявление исходных свойств разрушившейся детали как первого этапа технической экспертизы крайне необходимым.
До последнего времени задача определения исходных усталостных свойств отдельно взятой детали казалась неразрешимой. Однако в связи с развитием конкурентноспособных однообразцовых методов испытаний на усталость открылась перспектива ее решения, хотя трудности на его пути не исчезли. Во-первых, рассматривая нагру-жение детали в эксплуатации как натурный эксперимент, нужно было бы располагать полными сведениями о режиме нагружения, для чего необходим,хронометраж работы детали до поломки. Во-вторых, даже при его наличии возникают трудности уточненного определения исходных характеристик сопротивления усталости, обусловленные известной неопределенностью влияния на долговечность нагрузок эксплуатационного спектра, лежащих ниже предельной.
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В связи с изложенным становится актуальным поиск уточненного экономического способа определения исходных свойств разрушившейся детали. В диссертации впервые разработаны и апробированы решения, позволяющие обходиться усеченной информацией о режиме нагружения детали, исключить вопрос об учете малых нагрузок и добиться повышения точности оценок. Тем самым обосновывается актуальность темы и целесообразность ее проведения. Полученные результаты будут способствовать развитию краностроения и машиностроения в целом, более грамотной эксплуатации техники.
СВЯЗЬ РАБОТЫ- С НАУЧНЫМИ ПРОГРАММЙМИ И ТЕМЙМИ. Работа связана с выполняемыми университетом научными исследованиями по заказу Министерства образования Украины, посвященными совершенствованию оперативных способов определения характеристик сопротивления усталости, и отвечает приоритетному научному направлению по ресурсосберегающим технологиям.
ЦЕЛЬ И ЗВДДОИ ИССЛЕДОВДШЯ. Целью работы было создание но вых подходов к проведению технических экспертиз усталостных поломок деталей при ограниченной информации о режимах их эксплуатации, которая, будучи намного доступнее дорогой полной информации, давала бы не меньшую точность ожидаемых оценок. Для достижения цели решены следующие задачи:
проведен анализ известных однообразцовых методов определения характеристик сопротивления усталости и рекомендованы простые алгебраические выражения для определения предела выносливости детали по факту ее разрушения, вытекакшие из унифицированноі кривой усталости Еейбулла;
вычисления по указанным выражениям проверены по многочисленным экспериментальным данным, построены функции распределени. индивидуальных пределов выносливости деталей и подтвержден! удовлетворительное их соответствие устоявшимся представлениям;
путем сравнения расчетов по унифішированной и действи тельным кривым усталости показана пригодность унифицированно] іфивой усталости и для расчетов долговечности во многих практических случаях;
для оценки предельного состояния деталей обоснована безусловная пригодность линейной гипотезы при суммировании повреждений по индивидуальным кривым усталости;
на базе линейной гипотезы и унифицированной кривой усталости разработан эквивалентный перэход от неизвестного во все: подробностях нерегулярного режима нагружения к двухступенчатом нерегулярному режиму;
с помощью указанного эквивалентного перехода к кривой ус талости новой формы с левым участком согласно'степенному уравне нию и правым участком согласно унифицированному уравнению Вей булла достигнута поставленная цель - выявление исходных свойст разрушившейся детали при ограниченной информации о режиме нагру жения;
- эффективность предложенных решений подтверждена экспери
ментальными данными.
НАУЧНАЯ НОЕИЗНА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. Впервые разработан и апробированы решения, не имеющие аналогов, позволяющие по из вестной максимальной нагрузке действительного спектра, наработк при ней и суммарной наработке получить исходную индивидуальну
кривую усталости для сравнения с той, которая закладывалась при проектировании, а значит - судить о причинах поломки детали.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИЗЛУЧЕННЫХ F-ЕЗУЛЬТМШ. Предложенные решения готовы к практическая применению в технических службах эксплуатации грузоподъемных и других машин, доя которых ведется регистрация максимальной нагрузки и указанных наработок, нацеливают на проектирование машин, оснащенных средствами для такой регистрации.
Соответствующие рекомендации направлены для практического использования в объединение "Краян" и Одесский морской порт, в Эдесский государственный политехнический университет. Они будут переданы для внедрения в морской порт г.Касабланки. Материалы диссертации используются в Одесском государственном морском университете при изучении студентами дисциплин "Грузоподъемные малины", "Конструкционная прочность" и "Динамика и прочность".
ЛИЧНЬЙ БКЛДЦ СОИСКАТЕЛЯ., диссертация разрабатывалась соискателем в период с февраля 1995 года по февраль 1998 года на ка-^едре "Теория механизмов и машин и детали машин". Две из восьми опубликованных соискателем работ написаны в соавторстве с руко-зодителем.
В них соискателю принадлежат:
расчеты индивидуальных пределов выносливости, построение функций их распределения, проверка нормальности распределения;
составление программ и расчеты на ЭЕМ циклических долго-іечностей по разным кризым усталости, обеспечение машинной графики.
АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ. Отдельные разделы дис-;ертации и диссертация в целом обсуждались на научно-технических конференциях университета, на объединенном заседании кафедр теории механизмов и машин и деталей машин, подьемно-транспортных дашин, механизации и автоматизации портов.
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 8 науч-алх статей: три из них, подготовленные .лично соискателем, - в журнале "Пріадніпровські'їй науковий вісник. Серія Машинобудуван-ія", остальные депонированы в ГНТБ Украины.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ, диссертация состоит из введения, іетьрех разделов и выводов и содержит 185 страниц, в том числе !8 рисунков, 24 таблицы и список литературы из 109 наименований, 'екст диссертации начинается с четвертой страницы, рисунки, таб-