ПРОГНОЗ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАШИНЫ НА ОСНОВЕ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ УСТАЛОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ, РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ
В ЕЕ СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
, студент; , доцент
Большинство современных методов проектирования деталей машин и стальных сварных конструкций обычно направлены на исключение трещин усталости на протяжении всего целесообразного времени существования конструкции. Между тем, опыт эксплуатации показывает, что трещины могут возникать, указывая на недочеты или ошибки проекта, правил изготовления и эксплуатации. При этом конструкции иногда эксплуатируются определенное время с подрастающими трещинами - до обнаружения, до планового восстановления. При умеренной напряженности трещины подрастают медленно, позволяя включить часть этого процесса в пределы целесообразного ресурса (долговечности) при условии, что рост трещин можно надежно прогнозировать и контролировать при периодических осмотрах до наступления критического (предельного) состояния конструкции и отремонтировать поврежденные элементы конструкции.
Для объяснения зарождения усталостных трещин локальными пластическими деформациями было предложено несколько эквивалентных моделей. В течение той части цикла, когда нагрузка возрастает, на наиболее удачно расположенной плоскости происходит сдвиг. На падающей части цикла сдвиг в обратном направлении происходит на параллельной плоскости скольжения, поскольку сдвиг по первой плоскости затруднен механическим упрочнением и окислением только что образованной свободной поверхности. В этом первом цикле сдвига может произойти выдавливание либо вдавливание поверхности металла.
При последовательных циклах в условиях непрерывно продолжающегося пластического течения вдавливание может перерасти в трещину. Если в процессе циклического нагружения напряжения остаются растягивающими, то этот механизм все равно работает, поскольку возникающие при возрастании нагрузки пластические деформации во время разгрузки могут явиться причиной остаточных сжимающих напряжений.
Для определения параметров усталостной трещины необходимо использовать один из методов их расчета, которые поспособствуют спрогнозировать время их появления и предотвратить поломку машины.
