Волохов Г. М., Князев Д. А., Огуенко В. В., Тимаков М. В. Выявление предела выносливости железнодорожного колеса по его температурному аналогу: текстовая версия

Действующие нормативные
       документы, определяющие
       порядок постановки на производство колесных пар и их сертификации по показателям безопасности,
предписывают проведение многоцикловых усталостных испытаний элементов колесных пар — осей и колес
[1–3]. Цель испытаний – выявление
предела выносливости детали при круговом циклическом изгибе для последующей оценки коэффициента запаса
сопротивления усталости.
   В данной работе предлагается использование для этого разработанного
во ВНИКТИ метода «температурного аналога» [4]. Переход через порог
упругости и, следовательно, от упругой
деформации — к пластической сопровождается резким изменением коэффициента расширения и других физических свойств. В частности, с переходом
через порог упругости коэффициент
термического расширения после разгрузки не возвращается к своему первоначальному значению вследствие явления гистерезиса.
   При напряжениях в районе перехода через порог упругости этот закон нарушается, так как необратимая
деформация сопровождается выделением тепла. Тепловая энергия, обусловленная внутренним трением,
возникающим от деформации металла
под влиянием циклической нагрузки, является частью общей энергии
и рассеивается в окружающей среде.
Анализируя зависимость температуры
на поверхности образца от прикладываемых к нему нагрузок, можно определить переходное напряжение, очень
близкое к условному пределу выносливости, называемому температурным аналогом s-1(Т).
В. В. Огуенко,
научный сотрудник
ОАО «ВНИКТИ»
М. В. Тимаков,
инженер ОАО «ВНИКТИ»
Преимущества данного подхода по
сравнению со стандартным методом
многоцикловых испытаний:
• возможность проведения усталостных испытаний при ограниченном количестве экспериментальных образцов;
• определение пределов выносливости уникальных и дорогостоящих
деталей, преждевременная поломка
которых в процессе испытаний недопустима;
• повышение эффективности проводимых конструктивных и технологи-
ческих изменений на одном и том же
образце, нивелирующее отрицательное
влияние статистической природы усталостного разрушения на получаемые
результаты;
• определение в короткий срок предела выносливости детали, при этом испытываемый образец не доводится до
разрушения, в частности, когда априори
известна ожидаемая величина предела
выносливости.


Авторы:  Волохов Г. М., Князев Д. А., Огуенко В. В., Тимаков М. В.
Источник:  Транспорт РФ. 2014. № 3 (52). С. 61–62.
Ключевые слова:  предел выносливости, железнодорожное колесо.
Контакты:  vnikti_kp@list.ru