Actual Problems in Machine Building 2019 Vol. 6 No. 1-4

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 6. № 1-4. 2019 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 169 обосновывающих целесообразность применения поэтапного упрочнения деталей для повышения их эксплуатационных свойств. Энергетический метод определения усталостной долговечности деталей в процессе эксплуатации В основу энергетического метода определения усталостной долговечности деталей в процессе эксплуатации положены следующие положения, установленные в результате теоретических и экспериментальных исследований: 1. Физически бесконечно малый объем твердого тела рассматривается как открытая термодинамическая система, находящаяся при установившихся внешних условиях в состоянии локального равновесия [1, 9, 10, 12]; 2. Повреждаемость и разрушение локального объёма в процессе эксплуатации описывается соотношением [1, 10] , (1) где - изменение внутренней энергии локального объёма; - критическое значение внутренней энергии локального объёма, обуславливающее разрушение материала, которое показывает, что, когда изменения внутренней энергии локального объёма , достигнут критической величины , характеризующей прочность материала, произойдет его разрушение; 3. Изменение внутренней энергии локального объёма твёрдого тела происходит под воздействием на него различных по физической сущности внешних и внутренних сил как на этапах их формообразования, упрочнения, эксплуатации и определяется по зависимости разработанной на основе фундаментального термодинамического уравнения Гиббса [9, 10 ] , (2) где - температурный фактор условий эксплуатации; = универсальная газовая постоянная; = продолжительность эксплуатации до разрушения, с; - период тепловых колебаний атомов; -коэффициент учитывающий тепловой эффект; -молярный объём материала; - напряжение силового воздействия на локальный объем (статическое, динамическое, циклическое); -средняя скорость неупругой деформации; -энергетическое состояние поверхности до эксплуатации; -величина приращения внутренней энергии, за счёт воздействия немеханических сил (химических, диффузионных); 4. Критическая величина внутренней энергии накопленной в поверхностном слое в результате внешнего силового воздействия на металл (механическая обработка резанием, ППД, эксплуатация) равна величин предельной энергии поглощаемой кристаллической решёткой при нагреве [1, 9, 11, 12] + , (3) где -разность энтальпий при температуре плавления и при температуре равной 283 о К; - скрытая теплота плавления, 5. Предельное энергетическое состояние поверхностного слоя после ППД оценивается величиной [9, 11]