Разработка и обоснование технологии восстановления работоспособности судовых валов с трещинами при ремонте

• Автор: Кужахметов, Тимур Асанович
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Конструктивно-технологические характеристики судовых валов и способы их ремонта

1.2. Циклическая прочность судовых валов

1.3. Механизмы развития трещин в судовых валах

1.4. Нераспространяющиеся усталостные трещины в металлических деталях

1.5. Цель и задачи исследования

2. Теоретические основы торможения трещин в судовых валах

2.1. Торможение скорости роста усталостных трещин изменением уровня действующих напряжений
2.2. Торможение скорости роста усталостных трещин изменением напряженно-деформированного состояния в вершине трещины
3. Методика и результаты выращивания трещин на круглых образцах
3.1. Методика выращивания трещин на круглых образцах
3.2 Конструкция и требования к изготовлению экспериментальных образцов
3.3 Определение необходимого количества образцов для испытаний
3.4. Экспериментальное оборудование для выращивания трещин
на круглых образцах
3.5. Результаты испытаний по определению скорости роста трещин

3.6. Выводы
4. Пластическое деформирование экспериментальных образцов с трещинами
4.1. Расчет режимов упрочнения
4.2. Упрочнение экспериментальных образцов с трещинами обкаткой роликом
4.3. Выводы
5. Исследование влияния поверхностного пластического деформирования на усталостные характеристики экспериментальных образцов с трещинами
5.1. Разработка методики исследования влияния поверхностного пластического деформирования на усталостные характеристики экспериментальных образцов с трещинами
5.1.1. Построение кривой усталости
5.1.2. Экспериментальная установка для изгибных усталостных испытаний образцов
5.1.3. Статистическое определение предела выносливости методом «лестницы». База испытаний
5.1.4. Статистическая обработка результатов усталостных испытаний
5.2. Результаты исследования влияния поверхностного пластического деформирования на изгибную выносливость образцов с трещинами
5.3. Выводы
6. Технико-экономические результаты исследования
6.1. Рекомендации по использованию результатов работы
6.2. Разработка технологии восстановления работоспособности судового вала с трещинами путем обкатывания роликом

6.1.1. Общие положения
6.1.2. Последовательность работ при обкатывании
6.3. Расчет экономического эффекта от применения технологии
восстановления работоспособности судовых валов с трещинами при
ремонте
Выводы по работе
Список использованных источников
Приложение А. Регрессионный анализ результатов усталостных испытаний образцов с трещинами глубиной 1 и 2 мм, упрочненных обкатыванием, с трещинами глубиной 1 и 2 мм неупрочненных и образцов
без трещин
Приложение Б. Статистическая обработка результатов усталостных испытаний методом «лестницы» образцов без трещин, с трещинами глубиной 1 и 2 мм неупрочненных и образцов с трещинами глубиной
и 2 мм упрочненных обкатыванием
Приложение В. Акт о возможности применения в условиях промышленного производства ОАО СРЗ «СЛИП» результатов научно-исследовательской работы

Большое распространение получили схемы торможения роста усталостных трещин изменением напряженного состояния у вершины [56, 57, 62, 126]. Наиболее простым, в этом случае, является объяснение, связанное с уменьшением действующих напряжений. Уменьшение действующих напряжений, вызывающее остановку трещины, может быть также результатом уменьшения жесткости детали при развитии в ней усталостной трещины, когда нагружение детали происходит в режиме с постоянной амплитудой деформации.
Существуют схемы остановки трещины [6, 62, 113, 114, 115], основанные на предположении о том, что в определенных условиях напряжения, необходимые для развития усталостной трещины, могут быть больше напряжений, необходимых для ее возникновения.
Присутствие в опасной зоне детали остаточных напряжений сжатия и особенности их распределения по сечению детали таюке могут вызвать изменение поля суммарных напряжений в вершине развивающейся трещины и привести к ее остановке.
Вторая группа схем остановки роста усталостной трещины основана на изменениях свойств материала у ее вершины [7, 15, 22, 42, 93, 126]. Наибольшее распространение в этой группе получили схемы, связанные с упрочнением материала у вершины трещины при ее развитии. Среди структурных особенностей, тормозящих рост трещины и приводящих в некоторых условиях к образованию нераспространяющихся трещин, можно назвать определенно ориентированные границы зерен и анизотропию свойств в объемах отдельных зерен от зерна к зерну [122]. Развитие трещины могут тормозить и структурные составляющие, обладающие повышенной прочностью и вязкостью, а также неметаллические включения и текстуры, расположенные поперек направления роста трещины.
Причины торможения трещин, связанные с влиянием среды, в основном, сводятся к усилению эффектов изменения напряженного состояния или свойств материала. Так, упрочнение в вершине трещины, недостаточное для