Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 377 а) б) Рис. 2 . Схематическое изображение изохром при контакте колесо-пластина с подповерхностной трещиной. Контактная площадка находится на разном расстоянии от вершины трещины: а) пластина расположена на сплошном твёрдом основании, б) случай, когда пластина опирается на две опоры, а трещина равноудалена от опор. Добавляются напряжения сжатия от изгиба пластины. При перекатывании колеса над вершиной трещины (рис. 2) на 180 градусов поворачиваются площадки главных напряжений, а изменение количества изохром (максимальное их количество) указывает на направление по биссектрисе между изохромами у вершины трещины. При этом будет хаотическое распространение трещины, зигзагообразность роста. При циклическом сжатии и при качении будут отличия. В нашем случае, являющимся статическим: трещина будет увеличиваться вверх слева и справа от центра КП (около 0,8а), а по центру КП – нет (наоборот, К 2 =100 %). В условиях сжатия), а вершина трещины расширяется, ультразвуковые волны на настоящих рельсах четко указывают на закругление верхней вершины трещины дефекта № 21 под пуансоном – колесом. Вниз трещина будет открываться и расти в 3 х зонах: слева и справа от центра КП (0,7 – 0,8)а и по центру КП (но при качении – под углом 20 0 к вертикали). Анализ результатов, полученных на образцах с внутренней поперечной трещиной В этом случае исследования образцов с внутренней поперечной трещиной уровень К 1 и К 2 в 2 раза выше, чем в первом случае, кривые зависимости коэффициентов интенсивности напряжений у вершины трещины от расстояния до контактной площадки более крутые, с резкими подъемами и спадами, однако все изменения подобны. Вероятность роста трещины вверх на глубине 0,25а…0,5а больше, чем на глубине 0,1а, т.е. главные направления роста трещины – вверх, под углом (рис. 3). В случае, когда центр КП находится на расстоянии L=0 от вершины трещины, то К 2 =30 %. При незначительном изменении положения КП относительно трещины, происходит резкое увеличение К 2 и снижение К 1 на расстоянии 0,8…0,9а, К 1 =К 2 , а затем доля К 2 растет. На расстоянии 0,5а К 2 максимален (К 1 – минимален), число изохром N=8…9, К 2 =90 % (чистый срез). При дальнейшем уменьшении расстояния от L=0,5а до L=0,25а, напротив, происходит резкое увеличение К 1 и в положении центра пятна контакта «колесо – рельс» над вершиной трещины К 2 достигает значения 2…5 %, при максимальном значении К 1 (N=4).