Остаточный ресурс несущих металлоконструкций тягового подвижного состава

• Автор: Волохов, Григорий Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 206 с. : ил.

* ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЧНОСТИ НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Основные положения, допущения, термины и определения
1.2. Особенности строения несущих металлоконструкций тягового подвижного состава и технология их изготовления

* 1.3. Оценка остаточного ресурса несущих металлоконструкций
тягового подвижного состава
1.4. Актуальность проблемы остаточной прочности несущих металлоконструкций тягового подвижного состава
1.5. Постановка задач, научная и практическая направленность излагаемого метода исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РЕСУРСА НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
2.1. Традиционный метод расчета сопротивления усталости несущих | металлоконструкций тягового подвижного состава
по номинальным напряжениям
2.2. Локально-деформационный подход к расчету усталостной долговечности несущих металлоконструкций тягового подвижного состава
2.3. Оценка периода живучести несущих металлоконструкций тягового подвижного состава с позиций механики разрушения
2.4. Критериальный подход к оценке характеристик прочности
* несущих металлоконструкций тягового подвижного состава
2.4.1. Гипотеза разрушения Писаренко - Лебедева при сложном
напряженном состоянии
ф 2.4.2. Гипотеза хрупкого разрушения по величине критического
номинального напряжения в плоскости развития трещины
2.5. Применение методов математической теории катастроф к анализу устойчивости процесса повреждаемости конструкционной стали
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РЕСУРСА НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ТЯГОВОГО
4 ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
3.1. Разрушающие методы испытаний натурных несущих металлоконструкций тягового подвижного состава
и их элементов на сопротивление усталости
3.2. Неразрушающие методы исследования несущих металлоконструкций тягового подвижного состава
3.3. Методические аспекты исследования и моделирования нагруженности несущих металлоконструкций тягового подвижного состава
3.4. Выводы по главе
^ ГЛАВА 4. УСТОЙЧИВОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ
КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
4.1. Анализ характеристик прочности сталей используемых для изготовления несущих металлоконструкций подвижного состава
4.2. Устойчивость характеристик прочности конструкционных
сталей во времени
* 4.3.Выводы по главе
ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ТЯГОВОГО
* ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
5.1. Экспериментальный анализ предельного состояния по потере несущей способности сварных элементов несущих металлоконструкций рам тележек
5.2. Численные исследования предельного состояния шкворневого
узла главной рамы тепловоза
5.3. Выводы по главе
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
I МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ УНИФИЦИРОВАННОЙ
ЧЕЛЮСТНОЙ РАМЫ ТЕЛЕЖКИ ТЕПЛОВОЗОВ
6.1. Анализ напряженно-деформированного состояния металлоконструкции унифицированной челюстной рамы
тележки тепловоза
6.2. Детерминированная оценка остаточного ресурса металлоконструкции унифицированной челюстной рамы
тележки тепловоза
6.3. Вероятностная оценка остаточного ресурса металлоконструкции унифицированной челюстной рамы тележки тепловоза
^ 6.4. Выводы по главе
ГЛАВА 7. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

исследовать кинетику роста трещины в пределах линейного участка кинетической диаграммы разрушения [47].
Сущность рассматриваемого подхода и фактически причина успешного его приложения к такому разнообразию поведения маиериалов при разрушении заключаются в том, что для получения асимптотических решений континуальной механики не требуется детальных количественных микроскопических моделей каждого отдельного события в процессе разрушения. С учетом сложности процессов разрушения на микроструктурном уровне это следует считать положительным обстоятельством, по крайней мере, для макроскопического описания разрушения [144].
Однако данному подходу присущи некоторые ограничения. В уравнении (2.10) опущены все члены порядка выше первого. В результате определение через К1 полей у вершины трещины справедливо только при г-* 0. Другими словами, К] нельзя рассматривать как коррелятор распространения трещины, если, например, масштаб событий в процессе микроскопического разрушения (так называемый характеристический или структурно-значимый размер) сравним с длиной трещины. Однако при г -> 0 напряжения, согласно линейно-упругому анализу, становятся бесконечными. Конечно, в реальных условиях такие напряжения ограничены локальным течением перед вершиной трещины на участке (рис. 2.12, б), получившем название пластической зоны гР. Протяженность этого участка по расчету изменяется в зависимости от типа нагружения и геометрии тела, однако для приблизительной оценки гр можно использовать формулу [144, 166]

ГрК 2л
(2.14)
Ят,
где ат - предел текучести материала. Таким образом, несмотря на то что линейно-упругое распределение напряжений, характеристикой которого служит поле, определяемое через К[ (2.10), единственно достоверное для окрестности вершины трещины (при г -> 0), тем не менее, оно нарушается на участке размерами порядка (К/оо)2', другими словами, асимптотическое решение оказывается наи-