Совершенствование методов оценки прочности и безотказности несущих деталей подвижного состава железных дорог на основе учета случайных факторов

• Автор: Сердобинцев, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 359 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВЕДЕНИЕ

ЛАВА 1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ НЕСУЩИХ ДЕТАЛЕЙ

1.1. Сопротивление многоцикловой усталости металлов и несущих конструкций рельсового подвижного состава
1.2. Сопротивление малоцикловой усталости металлов и несущих конструкций рельсового подвижного состава.

1.3. Применение методов механики разрушения для оценки

прочности несущих деталей

1.4. Постановка цели и задач исследования

ЛАВА 2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАРАБОТКИ ДО ОТКАЗА И

КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ .

2.1. Оценка наработки и коэффициента запаса при многоцикловой усталости

2.2. Оценка наработки при совместном учете процессов многоцикловой и малоцикловой усталости
2.3. Оценка наработки несущих деталей на основе гипотез механики разрушения
2.4. Учет влияния хладостойкости на наработку несущих деталей .
ЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ НЕСУЩИХ
ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.
3.1. Особенности эксплуатационной нагруженности несущих
деталей и методика обработки результатов динамикопрочностных испытаний
3.2. . Результаты спектрального анализа динамических напряжений в несущих деталях
3.3. Методика исследования нагруженности несущих деталей в
неустановившихся режимах движения
ГЛАВА 4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ НЕСУЩИХ
ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.
4.1. .Методы расчетов показателей безотказности
4.2. Методика прогнозирования безотказности
4.3. Результаты расчетов безотказности при многоцикловой усталости
4.4. Примеры прогнозирования безотказности при совместном учете процессов многоцикловой и малоцикловой усталости, при эксплуатации деталей с трещиной и учета влияния низких температур на процесс роста трещины
ЗБЩИЕ ВЫВОДЫ НО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ.
ГПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1РИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


Зока нет единого мнения, какому из этих критериев, несмотря на их тесную вязь, следует отдать предпочтение особенно в тех случаях, когда необходимо описать процесс роста трещины. При этом необходимо будет иметь в виду, что определение характеристик роста усталостной трещины не является таким точным, как определение К1С. Это обусловлено не только сложностью применения для этого линейной механики разрушения, но и большим количеством других факторов, влияющих на рост трещины, которые имеют, в основном, случайный характер. К гаким факторам необходимо отнести толщину листа материала, температуру экружающего воздуха и т. В результате многочисленных исследований, выполненных в нашей стране и за рубежом, появились возможности использования линейной механики разрушений для оценок усталостной долговечности. Однако до сих пор не разработаны методики, позволяющие учитывать специфику нагружения несущих деталей подвижного состава при моделировании процесса развития трещин. В связи с этим представляется актуальным решение задачи прогнозирования этого процесса в несущих деталях с учетом особенностей их эксплуатационного нагружения. Поэтому в 2. Ь при изменении длины трещины, вызванным действием случайных динамических напряжений в несущем элементе конструкции. В 2. Ь при учете влияния изменения гемпературы окружающего воздуха. Как отмечалось выше, эксплуатация подвижного состава железных дорог имеет ряд особенностей, которые в конечном итоге и определяют уровень нагруженное несущих деталей. Трс на одном и том же перегоне рельсового пути. Поэтому уровень нагружснности несущих деталей механической части будет во многом зависеть от времени последнего ремонта имеется также сезонное колебание состояния пути промерзание зимой и оттаивание весной, которое определяет изменение уровня динамических напряжений в течение года. В процессе эксплуатации подвижного состава нередки случаи отклонения от принятых норм и правил, которые вызывают резкое увеличение амплитуд динамических напряжений в автосцепках, рамах кузова и тележек. Перечисленные особенности эксплуатационной нагруженности несущих деталей очень сильно влияют на их срок службы. Причиной этого является то, что в процессе эксплуатации такие детали могут иметь, как показано выше, различные уровни динамического и статического нагружения от нормальных, учитываемых в расчетах на прочность, до очень больших, когда действующие напряжения приближаются к пределу текучести материала. Это приводит к тому, что на фоне большого числа упругих деформаций появляются отдельные упругопластические деформации, и такая неоднородность нагруженности приводит к малоцикловой усталости. Анализ отказов несущих деталей свидетельствует о том, что в зимние месяцы года резко увеличивается число таких отказов. При этом понижение гемпературы особенно влияет на работоспособность деталей с трещинами, когда создаются условия изменение характеристик прочности в зависимости от гемпературы и срока службы взрывного роста трещины. Таким образом, большинство несущих деталей подвижного состава эксплуатируются в течение зрока службы в различных условиях. В настоящей диссертации предложено новое решение важной народнохозяйственной проблемы повышения прочности и безотказности несущих детапей механической части подвижного состава железных дорог. Целью работы является создание методики определения работоспособности несущих деталей подвижного состава железных дорог, которая, основываясь на одних и тех же гипотезах, позволит прогнозировать их безотказность в условиях много или малоцикловой усталости, а также при их эксплуатации с развивающейся трещиной. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи. Уточнены характеристики эксплуатационной нагруженности и повторяемости режимов нагружения несущих деталей различных типов подвижного состава. Выполнены расчеты показателей безотказности для деталей I и II групп при многоцикловой усталости и даны рекомендации по выбору величины предела выносливости деталей и узлов механической части различных типов подвижного состава.