Предложена аналитическая модель для исследования процессов разрушения приповерхностного слоя тел при однонаправленном качении в условиях граничной смазки. Ключевым элементом модели является пошаговый расчет траекторий развития усталостных трещин с использованием критериев локального разрушения при сложном напряженном состоянии, а также с учетом особенностей нагружения в цикле контакта. Исследованы траектории развития краевой трещины в зависимости от угла ее начального наклона к границе тела, от коэффициента трения между контактирующими телами, а также от давления смазки на края трещины. Теоретические результаты подтверждают экспериментальные данные, а также известную гипотезу Вея о решающей роли смазки в возникновении питтинга.

Індекс рубрикатора НБУВ: К413.1 + Ж306.2

Рубрики:

Тертя в машинах і механізмах

Механічні властивості матеріалів

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В213.302 + В251.103-3 + К413.13

Рубрики:

Рух тіл з тертям

Задачі динамічні < Теорія пружності >

Тертя кочення

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

З урахуванням найновіших досягнень науки та техніки викладено засоби механізації переробки і зберігання плодів та овочів. Розглянуто конструкції та принципи дії машин, апаратів та обладнання потоко-технологічних ліній з переробки плодоовочевої продукції. Запропоновано класифікацію сховищ, проаналізовано особливості їх будови та функціонування. Висвітлено перспективи розвитку обладнання для консервного виробництва.

С учетом новейших достижений науки и техники изложены средства механизации переработки и сохранения плодов и овощей. Рассмотрены конструкции и принципы действия машин, аппаратов и оборудования потоко-технологических линий переработки плодоовощной продукции. Предложена классификация складов, проанализированы особенности их строения и функционирования. Приведены перспективы развития оборудования для консервного производства.

Розглянуто сучасні механізовані процеси та технологічне обладнання борошномельного, круп'яного, олійного та комбікормового виробництва. Наведено загальні відомості про машинні технології переробних виробництв. Визначено властивості зернопродуктів як об'єктів переробки та зберігання. Описано будову, принцип дії, функції, технологічні схеми, технічні характеристики та методи розрахунку технологічного обладнання для зберігання зернових продуктів, виконання підготовчих, основних і завершальних операцій зернопереробних виробництв. Розкрито особливості функціонування комплектного обладнання та технологічних ліній з переробки зерна й олійних культур.

Рассмотрены современные механизированные процессы и технологическое оборудование мукомольного, крупяного, маслиничного и комбикормового производства. Даны общие сведения о машинных технологиях перерабатывающих производств. Определены свойства зернопродуктов как объектов переработки и хранения. Описаны строение, принцип действия, функции, технологические схемы, технические характеристики и методы расчета технологического оборудования для хранения зерновых продуктов, выполнения подготовительных, основных и заключительных операций зерноперерабатывающих производств. Раскрыты особенности функционирования комплектного оборудования и технологических линий по переработке зерна и маслиничных культур.

На основе численно-аналитической модели для оценки долговечности и разрушения тел, контактирующих в условиях фреттинг-усталости, прогнозировано и исследовано образование питтинга в этих телах. Принято, что питтинг инициируется поверхностной макротрещиной, которая предварительно образовалась на участке контакта и развивается вследствие ее заполнения и расклинивания продуктами фреттинга. Принято также, что трещина распространяется за механизмом нормального отрыва. На основании анализа коэффициентов интенсивности напряжений установлено, что наиболее благоприятными для образования питтинга являются поверхностные трещины, расположенные возле краев участка контакта и сориентированные в сторону незагруженной поверхности тела. Построены траектории развития трещин, благоприятно расположенных для образования питтинга. Установлено, что чем выше давление продуктов фреттинга на берега трещины и меньше угол ее наклона к поверхности тела, тем выкрашивание поверхности тела наступает быстрее (траектории круче поворачивают к границе). Увеличение амплитуды коэффициента трения в цикле контакта также интенсифицирует процесс выкрашивания. Теоретические результаты хорошо коррелируют с экспериментальными, полученными на образцах из титанового турбинного сплава ТС-5, а также с известными наблюдениями и выводами Уотерхауза.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж306.22-1с + В251.104

Рубрики:

Міцність матеріалів

Руйнування крихке < Теорія пружності >

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К413.15 + К222.062.23

Рубрики:

Сухе та напівсухе тертя

Утомна (циклічна) міцність (утома, витривалість) заліза та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В251.106.2

Рубрики:

Гідропружність. Аеропружність < Вплив зовнішніх факторів на пружні тіла >

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Сформулирована численно-аналитическая модель для исследования процессов разрушения и оценки остаточной долговечности твердых тел при их циклическом контактном взаимодействии. Основой модели являются критерии разрушения материала во время роста усталостных трещин, а также алгоритмы пошагового построения траекторий развития трещин, разработанные с использованием метода сингулярных интегральных уравнений двумерных контактных задач теории упругости для тел с криволинейными трещинами. Модель реализована для контактных взаимодействий качения и фреттинг-усталости. Исследованы особенности и причины формирования таких типичных дефектов в телах качения, как питтинг, отслаивание, "нора", системное раскрашивание в зависимости от эксплуатационных параметров пары качения. Показано, что и при качении, и при фреттинг-усталости значительное влияние на характер разрушения поверхности контакта и размеры частичек выкрашивания имеют: значение коэффициента трения и распределение касательных усилий в контакте между телами, характеристики циклической трещиностойкости материала, эксплуатационные или случайные продукты в зоне контакта (вода, смазка, порошкообразные продукты фреттинга и т.п.). Приведены примеры расчета остаточной долговечности рельсовой (RSB12) и валковых (9ХФ, GH) сталей.

Разработан алгоритм расчета остаточной долговечности приповерхностного слоя опорных валков прокатных станов за развитием питтинга. В рамках ранее предложенной численно-аналитической двухстадийной модели оценки контактной долговечности тел качения в условиях граничного трения (смазки) построены и проанализированы траектории развития краевых трещин на стадиях сдвига и разрыва. Предложен критерий перехода между этими механизмами. Оценена долговечность валков с помощью характеристик циклической трещиностойкости валковых сталей 9ХФ, GH и SKH. Исследована зависимость контактной долговечности от коэффициента трения между телами качения, размера площадки контакта, контактного давления, угла наклона начальной сдвиговой трещины и др. Контактная долговечность изучена на дисковых образцах из валковой стали 9ХС. Сопоставлены результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Осуществлен обзор работ по коэффициентам интенсивности напряжений (КИН) для краевой пологой трещины в упругой полуплоскости под действием перемещающейся вдоль ее границы герцевской нагрузки. Полученные методом сингулярных интегральных уравнений числовые данные для КИН сравнены с результатами других авторов. Они лучше всего согласуются с результатами Кира и Бауэра, полученными дислокационным подходом, и удовлетворительно - с результатами, найденными методом конечных элементов.

Базуючись на механіці матеріалів, сформульовано розрахункову модель з метою дослідження процесів руйнування та прогнозування довговічності твердих тіл за їх циклічного контактування. Наведена модель дозволяє здійснювати розрахунок траєкторій розвитку тріщин на базі розв'язків сингулярних інтегральних рівнянь двовимірних контактних задач теорії пружності для тіл з криволінійними тріщинами та критеріїв локального руйнування за складного напруженого стану з урахуванням характеристик циклічної тріщиностійкості матеріалів і експлуатаційних параметрів трибоспряжень. Алгоритми побудови траєкторій розвитку тріщин у зоні контакту враховують зміну напружено-деформованого стану, спричиненого збільшенням тріщини та переміщенням контртіла (зміною навантаження) у циклі контактування, а також можливу зміну механізму руйнування у процесі поширення тріщини та тертя між її берегами. Побудовано та розв'язано сингулярні інтегральні рівняння (СІР) нових контактних задач теорії пружності для півплощини, послабленої системою криволінійних тріщин, зокрема задач з урахуванням тертя між контактуючими тілами та берегами тріщин. Запропоновану модель застосовано до двох видів втомної контактної взаємодії твердих тіл, а саме: кочення (кочення з проковзуванням) і фретинг-втоми. Розроблено розрахункові алгоритми, які дають змогу будувати траєкторії розвитку тріщин і оцінювати залишкову довговічність елементів відповідних спряжень залежно від найважливіших експлуатаційних параметрів і особливостей цих взаємодій у циклі контактування. Досліджено процеси руйнування (еволюцію системи крайових

Досліджено напружений стан пошкодженої поверхневою пологою тріщиною головки рейки за сукупної дії контактного навантаження та поздовжніх залишкових напружень з використанням методу сингулярних інтегральних рівнянь у двовимірній постановці. Залишкові напруження змодельовано масовими силами з лінійним розподілом, враховуючи експериментальну епюру їх розподілу по висоті рейки типу Р65 під час експлуатації. Виявлено, що залишкові напруження посилюють схильність до руйнування поверхні кочення за зсувним механізмом і гальмують її руйнування розривом. На прикладі перлітної рейкової сталі 75ХГСТ зроблено деякі оціночні розрахунки щодо можливості руйнування головки рейки.

Розглянуто контактну задачу теорії пружності для півплощини з крайовою нахиленою тріщиною, береги якої контактують з тертям за герцівського контактного навантаження, яке однонапрямлено переміщається вздовж краю півплощини. Наведено карти контактування берегів тріщини, обчислено коефіцієнти інтенсивності напружень для конфігурацій параметрів, характерних для контактної взаємодії кочення (коефіцієнти тертя між берегами тріщини і тілами кочення, орієнтація і довжина тріщини).

Досліджено залежність коефіцієнтів інтенсивності напружень у тілі з крайовою довільно орієнтованою тріщиною від радіуса закруглення R країв основи контртіла, яке втискають з однобічним тертям у пошкоджене тіло в околі гирла тріщини. Це тіло у межах двовимірної задачі змодельовано пружною півплощиною з крайовим розрізом, а дію контртіла - навантаженням, яке відображає розподіл тиску, установлений В. М. Александровим і Б. Л. Ромалісом, у зоні контакту 2-х пружних циліндрів з початковою смугою контакту. Числові результати одержано для однакових матеріалів контактних тіл для півдовжини початкової ділянки контакту b = [5; 10] мм і радіуса R = [0,1; 1,0; 10,0; 100,0] мм, а також кута нахилу крайової тріщини, відносного розміщення контртіла і тріщини та її довжини.

Досліджено вплив поздовжніх залишкових напружень на поширення зсувних поверхневих тріщин у головці залізничної рейки за умов контакту кочення. Обчислено коефіцієнти інтенсивності напружень і побудовано карти контактування берегів тріщини для різних значень експлуатаційних параметрів, характерних для системи колесо - рейка. Виявлено найнебезпечніші орієнтації тріщини, схильної до розвитку у зоні стиску за механізмом поперечного зсуву.

Мета роботи - теоретичне встановлення характеристичного кута поширення поверхневих тріщин у головках залізничних рейок, який є головним фактором у формуванні типових поверхневих контактно-втомних пошкоджень, таких як "пітинг", "риски", "нора" тощо. Необхідно також знайти умови для визначення цього кута. Дослідження проводили на основі методу сингулярних інтегральних рівнянь. Пошкоджену поверхневою тріщиною рейку моделювали як півплощину з крайовим розрізом, а дію колеса на рейку - як односпрямоване повторне поступальне переміщення уздовж краю півплощини з герцівськими контактними зусиллями, з дотичною складовою. Задачу визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень близько вершини тріщини в головці рейки звели до системи двох дійсних сингулярних інтегральних рівнянь, які розв'язали чисельно - методом механічних квадратур Гауса-Чебишова. Складність задачі полягає в тому, що межі ділянок контакту і розкриття берегів тріщини наперед невідомі та змінюються під час переміщення контактних зусиль. Ці межі визначали одночасно з розв'язанням інтегральних рівнянь задачі за додатковими умовами методом ітерацій. Теоретично встановлена наявність у головці рейки характеристичного кута поширення поверхневих тріщин за механізмом поперечного зсуву та записані умови для його визначення. Отримані результати добре узгоджуються з інженерними та експериментальними даними. Вперше теоретично знайдено величини характеристичного кута, під яким на початковій стадії поширюються зсувні поверхневі контактно-втомні тріщини в головці залізничної рейки від дії коліс. Записано умови для визначення цього кута. Отримані дані мають важливе значення для інженерної практики, оскільки виявляють природу поверхневих контактно-втомних дефектів рейок за різних умов експлуатації залізничної колії та дозволяють прогнозувати їх контактну міцніть і довговічність.

Досліджено вплив поздовжніх стискальних залишкових напружень на пружний стан головки залізничної рейки, пошкодженої поверхневою тріщиною, в умовах контакту кочення. Для цього розв'язано двовимірну контактну задачу теорії пружності для півшіощини з крайовою тріщиною, береги якої контактують з тертям під дією рухомого герцівського навантаження на краю півплощини і рівномірного одновісного стиску на нескінченності. Обчислено коефіцієнти інтенсивності напружень і побудовано карти контактування берегів тріщини для різних значень експлуатаційних параметрів, характерних для системи колесо-рейка. Виявлено найнебезпечніші орієнтації тріщини, схильної до розвитку у зоні стиску за механізмом поперечного зсуву.

Розглянуто плоску задачу теорії пружності для кругового диска з довільно розташованою дуговою тріщиною під дією обертового навантаження. Задачу зведено до сингулярного інтегрального рівняння, яке розв'язують за числово методом механічних квадратур. Одержано числові значення коефіцієнтів інтенсивності напружень та кутів початкового поширення тріщини залежно від її розташування та геометричних параметрів (кривини і довжини).