Оценка степени поврежденности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом параметров поверхностной энергии

• Автор: Прохоров, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 107 с. : ил.

1 АНАЛИЗ ПРИЧИН ОТКАЗОВ СОСУДОВ И АППАРАТОВ,

РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ,

И СПОСОБОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

1.1 Факторы, влияющие на повреждение материалов оборудования, работающего в условиях малоцикловой
усталости

1.1.1 Роль усталости в разрушении конструкции

1.1.2 Влияние состава и структурного состояния на

сопротивление усталости металлических материалов

1 Л.З Влияние состояния поверхностного слоя на

циклическую прочность материалов

1.2 Анализ расчетных методов оценки усталостной

прочности конструкций
1.2.1 Метод, основанный на проведении повторных
усталостных испытаний
1.2.2 Использование статических испытаний для оценки долговечности
1.2.3 Расчетные методы оценки долговечности
1.3 Методы исследования поверхности металла
1.3.1 Существующие подходы к анализу поверхности металла
1.3.2 Методы определения удельной свободной поверхностной энергии
1.4 Применение магнитных и электрических методов неразрушающего контроля для оценки физических и прочностных характеристик материалов

1.5 Методы и средства испытаний на усталостную прочность
Выводы
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ
2.1 Методика проведения испытаний на усталость
2.1.1 Выбор материала и его основные характеристики
2.1.2 Изготовление образцов
2.2 Расчеты на усталостную прочность стали 09Г2С по
стандартной методике
2.3 Исследование изменения параметров поверхностной энергии
при накоплении усталостных повреждений
2.3.1 Влияние величины деформации на характер изменения поверхностной энергии
2.4 Механические испытания на растяжение
2.5 Фрактографические исследования изломов
2.6 Измерения магнитных характеристик
2.7 Взаимосвязь магнитных характеристик и поверхностной
энергии при накоплении усталостных повреждений
Выводы
3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ
МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ПО ГОСТ 25859-83
3.1 Введение поправочных коэффициентов в модифицированное уравнение Коффина - Мэнсона по ГОСТ 25859-83
3.2 Пример применения уточненной формулы расчета
на прочность для стали 09Г2С
Выводы

4 МЕТОД ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Сбор информации об объекте
4.2 Построение экспериментальных и аналитических
калибровочных зависимостей
4.3 Сравнительный анализ результатов и рекомендации
4.4 Алгоритм оценки степени поврежденности оборудования
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Машины для усталостных испытаний можно подразделить, например, по виду создаваемых ими нагрузок. В соответствии с этим существуют три большие группы машин: для испытания на растяжение - сжатие, изгиб и кручение. Сюда же относятся машины для исследования деталей конструкций при циклических нагрузках. Но в каждом случае следует различать, подвергает ли машина образец воздействию силы с постоянной амплитудой или с постоянной амплитудой деформации, поскольку это в значительной мере определяет область ее применения. Таким образом, машины для проведения усталостных испытаний работают либо с «силовым замыканием» (с контролируемой нагрузкой), либо с «деформационным замыканием» (с контролируемой деформацией) в зависимости от того, поддерживает ли их регулировочное устройство постоянной амплитуду прикладываемого к образцу усилия или деформации. В машинах, работающих с контролируемой нагрузкой, усталостный излом после зарождения первой трещины происходит быстрее, поскольку несущее сечение с ростом трещины подвергается воздействию более высокого напряжения.
В машинах, работающих с контролируемой деформацией, скорость распространения трещины замедляется, поскольку образец с трещиной становится более «мягким» (податливым) и вследствие этого напряжение понижается.
Создание машин для усталостных испытаний с быстро изменяющимися по направлению и большими по величине нагрузками -на растяжение - сжатие было связано со значительными трудностями. Испытания преимущественно проводили при круговом изгибе, поскольку при этом можно легко достичь высоких чисел оборотов образца при неподвижном механизме нагружения. Позднее, когда было выявлено влияние масштабного фактора на усталостную прочность при циклическом изгибе, пришлось вернуться к испытаниям на растяжение - сжатие. Этому способствовало создание быстродействующих приводов, работающих по резонансному принципу, а также применение современной сервогидравлики. В настоящее время машины, работающие на