Исследование влияния термической предыстории машиностроительных сталей на долговечность металлоконструкций

• Автор: Скрипко, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 126 с. : ил.

1. АНАЛИЗ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ МОРСКИХ ПОРТОВ

1.1. Проблема внешних механических воздействий

1.2. О некоторых представлениях механизма и закономерности усталостного разрушения

1.3. Основные понятия об усталостной прочности. Общие положения.

1.4. Критерии усталостной прочности для многоциклового нагружения

1.5. Энергетический критерий усталостной прочности.

2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛА ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ

2.1. Содержание экспериментального исследования

2.2. Фазометрический метод исследования необратимых затрат энергии при циклическом деформировании.

2.3. Исследование теплового эффекта циклических деформаций

2.4. Методика исследований закономерностей изменения внутренней

энергии в деформируемых объемах
2.5 Исследование энергетического баланса при циклическом деформировании
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПРИМЕНЯЕМЫХ В КРАНОСТРОЕНИИ
3.1. Результаты исследования необратимых затрат энергии после различной термообработки
3.2. Сопоставительный анализ. Влияние термообработки на термодинамические характеристики машиностроительных сталей
3.3. Статистическая обработка результатов исследования необратимых затрат энергии при циклическом деформировании сталей в условиях
одноосного напряженного состояния.
4. ВЛИЯНИЕ ВИДА ЦИКЛА ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ СТАЛЕЙ ПРИ ЛИНЕЙНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ.
4.1 Исследование влияния коэффициента асимметрии цикла нагружения на усталостную прочность сталей и Х
4.2 Статистическая обработка результатов исследования сопротивления материалов усталости при разных коэффициентах асимметрии
цикла.
4.3 Оценка поврежденности и критерии прочности машиностроительных сталей на основе экспериментальных исследований.
5. ОЦЕНКА ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ.
5.1 Оценка напряженнодеформируемого состояния и ресурса элементов конструкции стакера.
5.2 Оценка напряженнодеформируемого состояния и ресурса элементов конструкции реклаймера
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Цель работы теоретическое и экспериментальное обоснование критериев усталостной прочности, учитывающее влияние вида термообработки, и оценка ресурса элементов конструкций при разных коэффициентах асимметрии цикла на основе термодинамики необратимых процессов и силового подхода. Проведен анализ причин усталостных повреждений элементов конструкций перегрузочных комплексов. Исследованы особенности процесса накопления усталостных повреждений. Обоснована методика определения необратимых затрат энергии при циклическом деформировании стальных образцов, прошедших различную термообработку, при разных коэффициентах асимметрии цикла на основе фазометрического метода. Исследованы параметры упругопластического деформирования машиностроительных сталей при многоцикловой усталости и тепловой эффект циклической деформации при разных коэффициентах асимметрии цикла. Исследованы необратимые затраты энергии в процессе циклического деформирования. На основе экспериментальных данных разработана методика оценки повреждаемости и критерии циклической прочности машиностроительных сталей при разных коэффициентах асимметрии цикла. Исследовано влияние среднего нормального напряжения для разных баз испытания. Построены диаграммы Хея Зодерберга. Построен критерий оценки долговечности с позиции феноменологического подхода. Обоснован выбор расчетных зависимостей для оценки циклической прочности и долговечности перегрузочных комплексов. Обоснованы режимы термообработки для повышения ресурса деталей машин и элементов конструкций. Методы исследований. При решении вышеуказанных задач были использованы современные методы исследования закономерностей накопления усталостных повреждений термодинамика необратимых процессов, теория усталости, механика разрушения, строительная механика, механика деформированного твердого тела. Использованы экспериментальные методы ряда авторов, натурные опыты на реальных конструкциях. При обработке результатов экспериментов применялись методы математической статистики, вычислительная техника. Научная новизна работы. Исследованы закономерности накопления повреждающей энергии машиностроительных сталей после термообработки при разных коэффициентах асимметрии цикла. Разработана методика расчета повреждснности и ресурса машиностроительных сталей с учетом влияния термической предыстории. Подтверждена линейная гипотеза суммирования повреждений. Получены энергетические и механические критерии усталостной прочности машиностроительных сталей после разных видов термообработки. Показана их работоспособность при проектировании и оценке ресурса деталей машин и элементов конструкций. Установлено влияние термообработки на термодинамические характеристики материала. Практическая ценность работы. Разработка методики определения предельного состояния конструкций перегрузочных комплексов при эксплуатации в условиях Дальнего Востока в рамках межвузовской региональной программы Научнотехнические и социальноэкономические проблемы развития Дальневосточного региона России, годы. Теория и методы исследования предельных состояний тонкостенных конструкций и стержневых систем в рамках межвузовской научнотехнической программы Министерства образования Российской Федерации, годы. Разработка и исследование принципов расчета усталостной прочности конструкций в рамках межвузовской научнотехнической программы Министерства образования Российской Федерации, годы. Результаты экспериментальных исследований процесса накопления повреждений с учетом технологической наследственности и полученные расчетные зависимости в сочетании с оценкой усталостной поврежденности машиностроительных сталей указывают на возможность разработки практического метода диагностики поврежденности конструкций перегрузочных комплексов. Результаты экспериментального исследования кинетики накопления усталостных повреждений при разных коэффициентах асимметрии цикла. Результаты экспериментального исследования кинетики накопления повреждений в машиностроительных сталях после различной термообработки при циклическом деформировании в области многоцикловой усталости. Критерии усталостной прочности с позиции термодинамики необратимых процессов.