Page 10 - Міністерство освіти і науки України
P. 10
8
da/dN–K , отриманими за стандартною методикою (ASTM E647-08) на компактних
І
зразках товщиною 8…10 мм за частоти 10…15 Гц і коефіцієнта асиметрії циклу
навантаження R = 0,1 і R = 0,5 у повітрі при 20С і у парах рідкого азоту при –40С,
а також у 3,5%-му водному розчині NaCl та дистильованій воді при 20°С. За
поперечного зсуву характеристики циклічної тріщиностійкості встановлювали у
повітрі при 20С на підставі залежностей da/dN–K , отриманих за розробленою у
ІІ
ФМІ НАН України методикою на зразках товщиною 3,2 мм за частоти 10…15 Гц і
асиметрії R = –1 циклу навантаження з урахуванням тертя берегів тріщини. При
цьому розмах K=K max -K приймали рівним 2K max . Довжину втомної тріщини
min
виміряли катетометром КМ-6 за 25-кратного збільшення з похибкою 0,02 мм.
Характеристиками циклічної тріщиностійкості матеріалів вибрано поріг втоми K
th
= K 10 -10 та циклічну в’язкість руйнування K = K 10 -5 – розмахи коефіцієнта
fc
-5
-10
інтенсивності напружень за швидкості росту тріщини da/dN = 10 і 10 м/цикл
відповідно. В окремих випадках значення K встановили за розмахом K, коли
fc
втомна тріщина починає рости спонтанно.
Рис. 1. Схема модельного зразка (а) і стенд для вивчення впливу
гальмування пари колесо – рейка (б): 1 – зразок; 2 – тримач; I – зона нагріву.
Випробування на пошкодженість проводили на модельних зразках колеса
товщиною 8 мм і діаметром 40 мм в контакті з рейкою довжиною 220 мм, шириною
8 мм і висотою 16 мм. Колеса виготовляли з вищеописаних сталей, а рейки вирізали
з головки натурної рейки твердістю 46 HRC. Випробування проводили на стенді з
контролем навантаження тензометричною балкою (рис. 2а), який забезпечує
поступально-зворотній хід повзуна, де кочення колеса рейкою відбувається під
навантаженням тільки в одному напрямку (рис. 2б). У зворотному напрямку
спеціальний пристрій забезпечує відсутність контакту колеса з рейкою (рис. 2в).
Дослідження проводили при навантаженні на колесо P = 1300 Н, що створює
напруження в зоні контакту колесо-рейка р = 750 MПa, визначені за відомою
0
формулою Герца.
5
.
Поверхні кочення коліс вивчали під мікроскопом після 2 10 циклів
навантаження (на шляху 25 км) за збільшення 130 раз. Зображення аналізували за
допомогою спеціально розробленої комп’ютерної програми і визначали середню
-2
кількість дефектів n , мм в полі зору мікроскопа залежно від їх розміру на різних
ділянках поверхні кочення та оцінювали пошкодженість шляхом співвідношення