Разработка методов оценки сопротивления контактной усталости конструкционных материалов

• Автор: Нестеров, Валерий Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 240 c. : ил

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО МЕТОДАМ ИСПЫТАНИЙ НА КОНТАКТНУЮ УСТАЛОСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Стандартизация методов испытаний конструкционных материалов на контактную усталость
1.2. Природа, специфические особенности и
основные факторы, влияющие на контактную выносливость материалов и деталей машин
1.3. Пластические формоизменения поверхностей
при циклическом контактном нагружении
1.4. Расчет напряженного состояния в зоне контакта с учетом касательных нагрузок
1.5. Критерии эквивалентности напряжений при
контактном нагружении
1.6. Влияние металловедческих факторов на контактно-усталостную прочность конструкционных сталей
1.7. Постановка задачи исследований
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УРОВНЯ НАГРУЗКИ, ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛА И ЧИСЛА ЦИКЛОВ НАГРУЖЕНИЙ НА ФОРМОИЗМЕНЕНИЕ И ПРИРАБАТЫВАЕМОСТЬ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ ОБКАТЫВАНИИ. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА НАПРЯЖЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ ПЛАСТИЧЕСКИМИ ДЕФОРМАЦИЯ-

2.1. Постановка задачи
2.2. Условия проведения эксперимента и отбор образцов
2.3. Режимы и планирование испытаний

сир.
2.4. Расчет напряжений в зоне контакта при известной форме и размерах площадки
2.5. Обработка результатов факторного эксперимента типа 2.6. Расчет максимальных напряжений в зоне контакта при известной кривизне дорожек
качения
2.7. Рекомендации по выбору форм площадок контакта для испытания материалов на контактную усталость
2.8. Основные выводы по главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ УСТАЛОСТИ ОБРАЗЦОВ
МЕТАЛЛОВ ПРИ КАЧЕНИИ С ВНЕШНЕЙ КАСАТЕЛЬНОЙ
НАГРУЗКОЙ. ВЫБОР КРИТЕРИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ
НАПРЯЖЕНИЙ (ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ) ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ
КОНТАКТНОМ НАГРУЖЕНИИ
3.1. Постановка задачи
3.2. Испытательное оборудование
3.3. Методы отбора образцов, условия проведения
и режимы испытаний
3.4. Расчет напряженного состояния в зоне контакта с учетом касательных нагрузок
3.5. Оценка напряженного состояния в зоне контакта по критериям эквивалентности (теориям прочности)
3.6. Статистическая обработка контактно-усталостных испытаний образцов на заданных режимах испытаний
3.7. Аналитическое описание кривой контактной усталости методом регрессионного анализа и обоснование выбора теории прочности для циклического контактного нагружения
3.8. Влияние касательных нагрузок на характеристики сопротивления контактной усталости

3.9. Основные выводы по главе
Глава 4. ВЛИЯНИЕ ФОРШ И РАЗМЕРОВ ПЛОЩАДКИ КОНТАКТА, ВИДА ПЕРЕПЛАВА И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ
СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТНОЙ УСТАЛОСТИ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА
ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ РАБОЧЕЙ ЧАСТИ ОБРАЗЦА
4.1. Постановка задачи
4.2. Результаты испытаний на контактную усталость образцов из стали марки 111Х 15 двух видов выплавки
4.3. Сравнительный статистический анализ результатов контактно-усталостных испытаний тороидальных образцов . . . П8
4.4. Статистическая оценка выборочных параметров металлургических дефектов образцов стали марки Ж
4.5. Определение зависимости между контактно-усталостным ресурсом образцов и обобщенным параметром А (объёмным процентом дефектов)
4.6. Обоснование выбора образца для проведения испытаний на контактную усталость
4.7. Основные выводы по главе
Основные выводы по работе
Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Таблица
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Значения действительных напряжений, координат
профилей пятен контакта и площадей
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Химический состав и механические свойства сталей, значения напряжений, результаты испытаний на контактную усталость,промежуточные расчёты
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Результаты испытаний на контактную усталость,
результаты измерения дефектов и статистическая обработка
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Акт о внедрении результатов работы

Для определения коэффициентов А .В .С решали
систему пяти уравнений с использованием результатов измерений координат среднего контура пятна контакта. Для оценки воспроизводимости эксперимента на каждом режиме испытывали по три шара, при этом каждый шар ставили на новую дорожку обкатывающих контртел. Площадь пятна контакта на каждом режиме испытаний
определяли из выражения а
5 с1х

где СЛ - размер большой полуоси пятна контакта, полученной экспериментально по методу сажевых отпечатков.
Координаты профилей пятен контакта, значения рассчитанных коэффициентов л ,в .с ,т> л к и значения площадей пятен для восьми режимов испытаний приведены в табл. 3 и 4 приложения 2. Исходя из полученных площадей, действительное значение среднего контактного напряжения для каждого режима испытаний определяли по формуле $> . Для расчета распределения действительных напряжений (на площадке контакта, аппроксимирующейся зависимостью (2.1), койтур площадки разбивали на полосы параллельные оси О У , и рассматривали их как участки линейного контакта цилиндра с цилиндром.
Погонную нагрузку ^ на полоске шириной &)( принимали постоянной. Поэтому распределение напряжений в направлении оси ОУ по аналогии с точечным и линейным контактом, полагаем эллиптическим. Для контакта по полоске формула для вычисления малой полуоси имеет вид
(2.2)