Комбинированном нагружении

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОМБИНИРОВАННОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ

Весьма перспективными направлениями исследований в этой области следует считать:, изучение микромеханизмов разрушения и трещиностойкости вязких сталей; рассмотрение субструктуры, и склонности к хрупкому разрушению сплавов; развитие идеи комбинированного упрочнения деталей машин, сочетающего объемное повышение вязкости разрушения с нанесением износостойких покрытий; изыскание путей создания оптимальных субструктур сплавов при комбинированном упрочнении, обеспечивающих их повышенную трещиностойкость.

Если изделие конструируется по принципу композиционного материала с реализацией комбинированного упрочнения — объемного и поверхностного, то открываются возможности успешного использования всех . дислокационных. механизмов упрочнения: 0д(п.я.) и О3 — для объемного упрочнения, сгД(Л), ош о"ф, ор — для поверхностного при нанесении покрытий. Такой новый подход к упрочнению различных металлических изделий - (развитие нового принципа комбинированного упрочнения) позволяет по-новому рассматривать и всю проблему покрытий в целом. С этих позиций покрытия рационально применять не только для восстановления изношенных поверхностей деталей машин, но и главным образом при производстве новых деталей машин, инструментов и конструкций.

На данной установке исследовалась стойкость образцов из стали 65Г при повторно-контактном нагружении после высокотемпературной термомеханической обработки с диффузионным превращением аустенита (ВТМДО) [79] и после комбинированного упрочнения, включающего ВТМДО и последующее деформационное старение (обжатие 3%, старение при 250°С).

опытов оказываются не всегда достоверными. Все это требует разработки специальных стендов для испытания деталей в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным. Нами для решения задач комбинированного упрочнения деталей бесчелночных ткацких станков СТБ (фото 12) разработан и изготовлен ряд лабораторных стендов, имитирующих работу различных узлов и деталей ткацких станков.

Для оценки эксплуатационной стойкости прокладчика утка после комбинированного упрочнения проведены ускоренные испытания передней и задней части данной детали на специально созданных для этой цели установках.

Общие принципы комбинированного упрочнения деталей машин и

К существенному недостатку наклепа мартенситной структуры относится возникновение весьма значительных остаточных напряжений, способных даже вызывать в отдельных случаях самопроизвольное разрушение. Методы комбинированного упрочнения были крупнейшим завоеванием в области изыскания путей повышения прочности стали и вообще металлических сплавов послевоенных лет, их теоретическая сущность и широкая эффективность в самых различных областях применения высокопрочных металлических сплавов заслуживают специального рассмотрения.

Применение вибровыглаживания и комбинированного упрочнения (АВ + BB) позволяет получить регулярный рельеф, способствующий равномерному распределению нагрузки и надежному удержанию смазки.

Перспективно применение комбинированных методов повышения коррозионной выносливости деталей, заключающееся в совмещении поверхностного упрочнения закалкой токами высокой частоты или поверхностным наклепом с нанесением защитных покрытий. Совмещение поверхностной закалки с последующим цинкованием в 4,5 раза увеличивает условный предел коррозионной выносливости образцов стали 45 в 3 %-ном растворе NaCI [20]. Предел выносливости образцов из этой стали в нормализованном состоянии в воздухе составил 255 МПа, условный предел коррозионной выносливости при /V = 2 • 107 цикл после комбинированного упрочнения 452 МПа.

46. Коротких Ю. Г., Крамарев Л. Н., Шнейдерович Р. М. Теория неизотермической пластичности и ползучести при переменных нагрузках, основанная на концепции комбинированного упрочнения.— Машиноведение, 1977, № 4.

Изучение сопротивления усталостному и хрупкому разрушению металлов при комбинированном воздействии гармонических и ударных напрузок в условиях низких температур имеет важное значение. Как при гармоническом, так и при комбинированном нагружении с понижением температуры предел выносливости стали 15Г2АФДпс растет. Имеет тенденцию к увеличению со снижением , температуры до _140°С и отношение ff-i/ffB при гармоническом нагружении, которое изменяется от 0,5 при +20°С до 0,7 при температуре —140°С. В случае комбинированного нагружения при нормальной и низкой температурах пределы выносливости стали 15Г2АФДпс снижаются тем больше, чем больше дополнительные напряжения от ударного приложения нагрузки.

Установка [36] для испытаний на усталостную прочность при изгибно-крутильных деформациях позволяет проводить испытания с одновременным воздействием чех или иных сред и повышенных температур. Создана машина" для испытания при совместном действии изгиба и кручении по асимметричному циклу нагружения. При комбинированном нагружении с созданием сложно-напряженного состояния (изгиб+кручение) предложено68 проводить также испытания с заданным сдвигом фаз кручения относительно фаз изгиба, или наборот. Машина69 для испытаний на усталость при сложном нагружении обеспечивает независимое изменение осевого усилия и крутящего момента. Машина70 позволяет проводить испытания на усталость при комбинированном нагружении.

Несмотря на то, что количественные критерии, определяющие как вязкое, так и хрупкое разрушение композиционных материалов при комбинированном нагружении, еще далеки от завершения, состояние этого вопроса достигло такого уровня, при котором возможно достаточно точно предсказать поведение проектируемых или рассчитываемых конструкций, если известны основные характеристики композиционного материала. В отличие от металлов слоистый композиционный материал обладает такими особенностями, как неоднородность и анизотропия. По микроструктуре материал является двухфазным и состоит из волокон и матрицы или связующего (полимерного, металлического и др.), а макроструктура материала образуется из ориентированных слоев волокон, заключенных в связующем (рис. 3). Явления, протекающие на микроуровне, определяют формы разрушения и другие подобные характеристики материала, рднако механизм и взаимодействие этих явлений изучены еще недостаточно полно. Большинство инженерных расчетов основано поэтому на макромодели, согласно которой основным элементом материала, в котором происходит разрушение, является армированный слой.

нию армирования или при комбинированном нагружении. Поворот однонаправленного слоя относительно главных осей материала приводит к тому, что растяжение не отделяется от сдвига, и становятся существенными обычно второстепенные коэффициенты податливости и жесткости с индексами 16 и 26. Коэффициенты S16, S2e и Q16, (?2в не являются, однако, взаимно независимыми, т. е. слой не обладает общей анизотропией.

Целый ряд работ посвящен задачам устойчивости таких оболочек при комбинированном нагружении. Случай комбинированного воздействия осевых сжимающих сил и нормального давления (внутреннего или внешнего), реализующийся в отсеках ракет при старте, рассмотрен в работах Серпико [252], Шиффнера [248] и Диксона [78]. Радковский [227] провел численный анализ при произвольном осесимметричном нагружении. Устойчивость при кручении в сочетании с внутренним или внешним Давлением исследовали Зингер и др. [258].

В табл. 1 сведены результаты, полученные различными авторами в области устойчивости ортотропных цилиндрических оболочек при комбинированном нагружении. Следует отметить также работу Маха и др. [178], в которой рассмотрены оболочки с упругим заполнителем и упругим наружным слоем.

ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ НАГРУЖЕНИИ

нагружении; (ткр)с — критические касательные напряжения, вызываемые перерезывающей силой и крутящим моментом; (ткр)комб — критические касательные напряжения при комбинированном нагружении.

(°кр)комб — осевые критические напряжения, соответствующие потери устойчивости при комбинированном нагружении изгибающим моментом и крутящим моментом или перерезывающей силой; (%р)с — критические касательные напряжения, соответствующие потери

(ткр)комб — критические касательные напряжения, соответствующие потери устойчивости при комбинированном нагружении изгибающим моментом или перерезывающей силой;

На рис. 3—6 представлены проектировочные данные для однонаправленных бороэпоксидных композитов. На рис. 7 и 8 показаны зависимости упругих констант и прочности при растяжении однонаправленных композитов от угла между направлением волокон и направлением нагружения. На рис. 9 и 10 представлены упругие константы и прочность при растяжении различных симметрично армированных слоистых композитов. На рис. 11 и 12 даны аналогичные результаты для слоистого композита, нагружаемого под углом к осям симметрии материала. Данные по прочности других композитов и огибающие разрушающих нагрузок при комбинированном нагружении однонаправленных композитов представлены в главе II, т. 7 этой серии.