The dependence of the stresses intencity coefficient on the cylindrical parts crack depth has been examined. The connection between the critical depth of a non-propagating fatigue crack and the stresses intencity coefficient has been stated

Koshelev, A.S.

Pismarov, A.V.

Sazanov, V.P.

Surgutanov, N.A.

Кошелев, А.С.

Письмаров, А.В.

Сазанов, В.П.

Сургутанов, Н.А.

Russian

Samara University

 218 пользовании алмазного наконечника с ра-диусом сферы 2 мм. Технология выглаживания детали «Шток»: 3 прохода с увеличением усилия выглаживания 20-25-30 кгс и изменением направления выглаживания (1 проход – пря-мое, 2 проход – обратное, 3 проход – пря-мое). Частота вращения детали – 76 об/мин, величина продольной подачи – 1 мм/об.  Технология выглаживания детали «Ци-линдр»: 3 прохода с увеличением усилия вы-глаживания 20-22,5-25 кгс и изменением на-правления выглаживания (1 проход – пря-мое, 2 проход – обратное, 3 проход – пря-мое). Частота вращения детали – 100 об/мин, величина продольной подачи – 0,064 мм/об. На указанных режимах было проведено алмазное выглаживание штоков и цилинд-ров, как вновь изготовленных, так и не про-шедших ранее испытаний на герметичность. В результате экспериментов все детали ус-пешно прошли испытания без повторных выглаживаний и перехромирований. Техно-логия успешно апробирована на других де-талях шасси – поршнях, гидроцилиндрах. Выводы 1. Разработана технология алмазного выглаживания со ступенчатым изменением усилия выглаживания для особо ответствен-ных крупногабаритных деталей шасси, кото-рая позволила обеспечить: - герметичность хромового покрытия деталей без перехромирования и проведения повторного алмазного выглаживания; - снижение числа перехромирований деталей, вызванных сколами хромового по-крытия, на ~50%. 2. Детали, выглаженные по разрабо-танной технологии –  «Шток»  в количестве двух штук и «Цилиндр» в количестве двух штук – успешно прошли испытания на гер-метичность.  Библиографический список 1. Пешков П.А., Лунин В.В., Букатый А.С. Применение алмазного выглаживания с це-лью обеспечения герметичности хромового покрытия поршней гидроцилиндров. Меж-дународная молодёжная научная конферен-ция, посвящённая 110-летию со дня рожде-ния академика С.П. Королёва, 75-летию Ку-АИ-СГАУ-Самарского университета и 60-летию со дня запуска первого искусственно-го спутника Земли. 3-5 октября 2017 г. / Са-мара: Самарский национальный исследова-тельский университет имени академика С.П. Королёва, 2017. – Т. 1. –  С.154-155. 2. Швецов А.Н., Скуратов Д.Л. Исследо-вание влияния параметров процесса алмаз-ного выглаживания на шероховатость по-верхности заготовки из стали 15Х12Н2МВФАБ-Ш при использовании ин-дентора из натурального алмаза.   /  Вестник СГАУ. – 2014. – №5(47). – Ч.1. – С. 62-67. 3.  Скуратов Д.Л.,  Швецов А.Н.,  Абульха-нов С.Р. Линейная математическая модель для определения рациональных условий об-работки на операциях алмазного выглажива-ния при изготовлении деталей авиационной техники / Вестник СГАУ. – 2012. – №3(34). – Ч. 1. – С. 115-121.   УДК 621.787:539.319 КРИТИЧЕСКАЯ ГЛУБИНА НЕРАСПРОСТРАНЯЮЩЕЙСЯ ТРЕЩИНЫ  УСТАЛОСТИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЕЁ ОБРАЗОВАНИЯ ©2018  В.П.Сазанов, Н.А. Сургутанов, А.В. Письмаров, А.С. Кошелев Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва  THE CRITICAL DEPTH OF A NON-PROPAGATING FATIGUE CRACK AND THE REGULIARITIES OF ITS FORMATION Sazanov V.P., Surgutanov N.A.,  Pismarov A.V.,  Koshelev A.S. (Samara National Research University, Samara,  Russian Federation) The dependence of the stresses intencity coefficient on the cylindrical parts crack depth has been examined.    The connection between the critical depth of a non-propagating fatigue crack and the stresses intencity coefficient has been stated.  219 Проведённые ранее эксперименты по-казали, что прогнозирование приращения предела выносливости упрочнённых деталей можно проводить по критерию среднеинте-гральных остаточных напряжений остs [1]. Расчёты данного критерия выполняются с использованием распределенияостаточных напряжений по толщине поверхностного слоя опасного сечения детали,равной крити-ческой глубине крt нераспространяющейся трещины усталости [1,2]. Экспериментально установлено, что величина крt определяется только размерами поперечного сечения де-тали.  С позиций линейной механики разру-шения изучалась зависимость коэффициента интенсивности напряжений (КИН) от глуби-ны трещины в цилиндрических образцах различного диаметра с концентраторами на-пряжений и без них. Целью исследования являлось установление связи между КИН и глубиной нераспространяющейся трещины усталости, а также обоснование причин её остановки. Расчёты выполнялись с исполь-зованием программного комплекса конечно-элементного анализа ANSYS для гладких  образцов и для образцов с концентратором напряжений в виде полукруглого надреза. На основании проведённых исследований [3]установлено, что коэффициент интенсив-ности напряжений IК достигает максималь-ного значения при глубине трещины, равной примерно 0,02D, где D– диаметр образца с концентратором напряжений в наименьшем сечении. Этот результат достаточно точно согласуется с размером критической глуби-ны крt нераспространяющейся трещины уста-лости для сплошных цилиндрических образ-цов и деталей с концентраторами напряже-ний, определяемой по формуле крt = 0,0216D,  которая была получена в работах [1, 4, 5] на основании многочисленных экспериментов. Коэффициент интенсивности напряже-ний K (КИН)  является основным парамет-ром, обобщающим условия напряжённого состояния  материала при вершине трещины и  зависящим одновременно от уровня на-гружения и глубины трещины. Перепад (размах) этого коэффициента ΔK= –определяет скорость раскрытия устало-стной трещины согласно уравнению, пред-ложенному Пэрисом: dt/dN = C , (1) где t– размер трещины; N – число циклов на-гружения; C – константа, зависящая от свойств материала и режима нагружения; n – показатель степени, изменяющийся в зави-симости от свойств материала от 1 до 6. Экспериментально доказано, что суще-ствует минимальное значение ,  ниже ко-торого раскрытие трещины невозможно. Значение и есть пороговый коэффициент интенсивности напряжений, ниже которого раскрытия усталостной трещины не проис-ходит. На рис. 1 приведены результаты расчё-тов зависимостей IК  для гладких образцов диаметром15 мм и образцов с надрезами ра-диусом R = 1 мм с упрочнением и без упроч-нения поверхности.   Рис.1. Изменение коэффициента интенсивности напряжений IК  при увеличении глубины трещины t в образцах диаметром 15 мм: 1 – без надреза;2–  с надрезом R = 1 мм без упрочнения; 3 – с надрезом R = 1 мм и упрочнением поверхности  220 Из данных рис. 1 следует, что для об-разцов рассматриваемого размера с концен-тратором  на начальном участке роста тре-щины наблюдаются два экстремума  коэф-фициента интенсивности напряжений – мак-симальное и минимальное значения. Следует отметить, что в упрочнённом образце значи-тельно выше разница (размах) между экс-тремальными значениями.  Остановка роста трещины возможна в том случае, когда минимальное значение IК  будет меньше его порогового значения .Судя по характеру зависимостей такое возможно только в случае упрочнённого об-разца с концентратором напряжений. В не-упрочнённых образцах с концентраторами нераспространяющиеся трещины усталости обнаружены не были [1]. Таким образом, по-лученные результаты расчёта достаточно точно подтверждаются результатами испы-таний на усталость исследованных образцов. Библиографический список 1. Павлов В.Ф., Кирпичёв В.А., Вакулюк В.С. Прогнозирование сопротивления уста-лости поверхностно упрочнённых деталей по остаточным напряжениям. / Самара: Изда-тельство СНЦ РАН, 2012. – 125 с. 2. Кудрявцев П.И. Нераспространяющие-ся усталостные трещины. / М.: Машино-строение, 1982. –171 с. 3. Кирпичёв В.А., Сазанов В.П., Сургута-нов Н.А., Шадрин В.К. О связи коэффициен-та интенсивности напряжений и нераспро-страняющейся трещины усталости. Мате-риалы X Всероссийской научной конферен-ции по механике деформируемого твёрдого тела(18-22 сентября 2017 г., Самара, Россия). / Самара: СамГТУ. – 2017. –Т. 2. –С. 23-26. 4. Павлов В.Ф. Влияние на предел вынос-ливости величины и распределения остаточ-ных напряжений в поверхностном слое дета-ли с концентратором. Сообщение I. Сплош-ные детали. / Известия вузов. Машинострое-ние. – 1988. – №8. –  С. 22-25. 5. Павлов В.Ф. Влияние на предел вынос-ливости величины и распределения остаточ-ных напряжений в поверхностном слое дета-ли с концентратором. Сообщение II. Полые детали. / Известия вузов. Машиностроение. – 1988. – №12. –  С. 37-40.   УДК 621.787:539.319 ПРОГНОЗИРОВАНИЕПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ  ПОВЕРХНОСТНО УПРОЧНЁННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ  ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ©2018  В.П. Сазанов, Ю.Н. Сургутанова, А.А. Прохоров, О.М. Пилипив Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва  THE ENDURANCE LIMIT OF SURFACE HARDENED CYLINDRICAL PARTS MADE OF CONSTRUCTION STEELS PREDICTION Sazanov V.P., SurgutanovaYu.N., Prohorov A.A., Pilipiv O.M. (Samara National Research University,  Samara, Russian Federation) The results of the hardened parts made of construction steels endurance limit prediction after pneuma- and hy-dro shot-blastig are presented in the study. The results of the calculation have been compared with the results of the fatigue tests.  Проведённые многочисленные экспе-рименты показывают, что наиболее точно связь между приращением предела выносли-вости упрочнённых деталей и остаточными напряжениями отражает критерий среднеин-тегральных остаточных напряжений остs , предложенный в работе [1]. Данный крите-рий рассчитывается на критической глубине нераспространяющейся трещины усталости крt  и учитывает влияние на сопротивление усталости не только величины, но и характе-ра распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя опасного се-чения детали. 

THE CRITICAL DEPTH OF A NON-PROPAGATING FATIGUE CRACK AND THE REGULIARITIES OF ITS FORMATION

http://repo.ssau.ru/bitstream/Mezhdunarodnaya-nauchnotehnicheskaya-konferenciya-Problemy-i-perspektivy-razvitiya-dvigatelestroeniya/KRITIChESKAYa-GLUBINA-NERASPROSTRANYaUShEISYa-TREShINY-USTALOSTI-I-ZAKONOMERNOSTI-EE-OBRAZOVANIYa-73170/1/ilovepdf_com-218-220.pdf

THE CRITICAL DEPTH OF A NON-PROPAGATING FATIGUE CRACK AND THE REGULIARITIES OF ITS FORMATION

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Samara University