Национальная металлургическая академия Украины. На основе анализа технической литературы установлено, что при знакопеременных нагрузках при напряжениях значительно меньших предела прочности материала без

На основе анализа технической литературы установлено, что при знакопеременных нагрузках при напряжениях значительно меньших предела прочности материала без заметных остаточных пластических деформаций происходит внезапное разрушение. Причиной этого является трещина, т.е. сквозной или несквозной разрыв в твердом теле. Рассмотрен механизм образования трещины и влияние состояния поверхности и свойств поверхностного слоя деталей машин на их выносливость. Проанализировано влияние на выносливость режимов резания и дана попытка объяснить увеличение прочности поверхностного слоя при обдувке дробью или обкатке стальными закаленными роликами (создание наклепанного слоя) с точки зрения возникновения и развития дислокаций (субмикроскопические трещины – микротрещины – макротрещины).

 

МОДЕРНІЗАЦІЯ ПІЧНИХ МОТАЛОК ЛИСТОПРОКАТНИХ СТАНІВ

Тищенко Д., керівник ст. викл. Василенко В.М.

Національна металургійна академія України

Гарячекатаний лист виготовляється в основному на непреривних листопрокатних агрегатах. Процес виготовлення гарячекатаного листа на реверсивних станах являється більш економічним порівняно з безпреривними широкополосними станами.

В реверсивних станах моталки встановлюються в середині нагрівальних печей. Конструкція пічної моталки повинна забезпечувати надійну роботу при високих температурах.

Виконані розрахунки, розроблено конструкцію вузлів та деталей пічної моталки.

 

КОНТАКТНІ НАПРУГИ В ПАРІ КОЛЕСО-РЕЙКА

Малиш І., Тишковська О., керівник ст. викл. Рубан В.М.

Національна металургійна академія України

 

Основи теорії контактної задачи розробив Г. Герц [1]. У результаті численних дослідів він помітив, що здавлені друг про друга тіла з'єднуються не в точці, а по деякій поверхні.

У поставленій задачі Г. Герца цікавили найбільш важливі питання: установлення форми плями контакту і його розміри, закон розподілу навантажень на майданчику контакту й визначення умов зближення тіл.

Рішення задачі про контакт двох тіл було продовжено в працях Динника А.Н. [1], який вперше одержав рішення для визначення напруженого стану по третій теорії міцності.

Їм отримані критерії для розрахунків на міцність стислих по діаметру циліндричних тіл, знайдене їхнє зближення, а також проведена експериментальна перевірка отриманих рішень.

Значний внесок у розв'язок завдання контакту колеса й рейки зробив Н.М. Бєляєв. До найбільш великих його робіт того часу можна віднести роботу «Місцеві напруження при стиску пружних тіл». У ній розглянутий загальний випадок контакту, коли контуром тиску є еліпс.

Як показав літературний пошук за методикою рішення контактних задач у різних галузях науки, практично всі вітчизняні розрахунки й розрахунки закордонних учених по визначенню контактних напруг виходять із формул і викладень Герца-Бєляєва, які базуються на припущенні:

1. Контактуючі тіла зовсім пружні.

2. Стискальна сила нормальна до майданчиків контакту, і лінія дії її проходить через центр перерізів криволінійних поверхонь.

3. У межах контактного майданчика діють тільки нормальні тиски, силами тертя зневажають.

4. Розміри контактних майданчиків дуже невеликі в порівнянні з поверхнями дотичних тіл і радіусами їх кривизни.

5. У зоні контакту мають місце тільки пружні деформації, а матеріал тіл задовольняє закону Гука.

На сьогоднішній день основним положенням досліджень зношування й інших пошкоджень поверхні кочення від контактної утоми є дослідження Герца-Бєляєва при вищезгаданих пропозиціях. До цих сил у тягових транспортних засобів додаються сили тяги або сила гальмування, а також додаються й динамічні сили, які з'являються під час руху.

Максимальні контактні напруги перебувають посередині контактного майданчика й визначаються по формулі

Середній тиск на контактному майданчику можна визначити по формулі

Для звичайних залізничних коліс деякі автори рекомендують прийняти за граничне значення .

При об'ємному тиску метал колеса має меншу схильність до пластичних деформацій (хоча на поверхні контакту помітна деформація зміцнення до глибини 2÷7 мм).

При наявності об'ємного тиску контактний майданчик перебуває переважно під дією пружних деформацій і контактна напруга в цьому випадку може досягати трикратної границі текучості, а саме

де - границя текучості бандажа або обода колеса, – максимальна контактна напруга на поверхні кочення, з урахуванням сил динамічної взаємодії.

Величина найбільших напруг виражається залежністю

де Е – модуль Юнга, – коефіцієнт, що залежить від .

 

ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРИВНИХ ЗУСИЛЬ СТАЛЕВИХ ДРОТЯНИХ КАНАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РОЗРАХУНКОВИМ МЕТОДОМ

Буштрук А., Клименко Ю, керівник ст. викл. Василенко В.М.

Національна металургійна академія України

Сталеві дротяні канати виготовляють з високоміцного сталевого дроту діаметром 0,2...3 мм (σ_в = 1300...2600 МПа). Розривне зусилля канату залежить від зовнішнього діаметру, числа дротів в канаті, σ_в дроту, методу сукання. Канати поставляються з сертифікатом якості, в якому вказується розривне зусилля каната в цілому, або сумарна площина всіх дротів та σ_в канату. При відсутності сертифікату розривне зусилля визначається експериментально методом розриву канату на спеціальних машинах, що складно для канатів значного діаметру.

Експериментально-розрахунковий метод дозволяє розрахувати розривне зусилля після експериментального розриву одного дроту.