автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Повышение прочностной надежности крышек цилиндров транспортных дизелей

09-6 1132

На правах рукописи

Мягков Сергей Петрович

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТНОЙ НАДЕЖНОСТИ КРЫШЕК ЦИЛИНДРОВ ТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

05.04.02 - Тепловые двигатели 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана и на ОАО «Коломенский завод»

Научный руководитель: Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Чайнов Н.Д.

кандидат технических наук, Раенко М.И.

доктор технических наук, профессор Станкевич И.В.

кандидат технических наук, доцент Сафронов П.В.

ООО «Владимирский моторо-тракторный завод»

Защита диссертации состоится «_»_ 2009 г. в

на заседании диссертационного совета Д 212.141.09 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, Москва, Рубцовская наб., д. 2/18, Учебно-лабораторный корпус, ауд. 947.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э.

Баумана.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 105005, Москва, ул. 2-ая Бауманская, д. 5, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ученому секретарю диссертационного совета Д212.141.09

Автореферат разослан «__»_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Актуальность работы. Повышение агрегатной мощности современных дизелей неизбежно приводит к увеличению тепломеханической напряженности их основных узлов и деталей. В связи с возрастающими требованиями по повышению ресурса, снижению металлоемкости в условиях роста форсирования дизелей среднеоборотного класса, возникает необходимость уточнения существующих расчетных и экспериментальных методик оценки теплового и напряженно деформированного состояний деталей дизелей.

Применительно к крышке цилиндра эта задача весьма актуальна, поскольку уровень форсирования современных модификаций дизелей во многом ограничивается тепловой напряженностью крышки цилиндра. Очень важным на сегодняшний день является и вопрос о применимости серийных конструкций крышек цилиндров для двигателей с повышенным средним эффективным давлением, поскольку рост этого показателя обеспечивает улучшение характеристик практически во всем спектре работы дизеля. Кроме того, в настоящее время ведется проектирование дизеля нового поколения с еще более высокими показателями рабочего процесса, что вызывает необходимость разработки методики, позволяющей достаточно точно оценивать долговечность крышек цилиндров уже на стадии проектирования.

Цель исследования. Разработать математическую модель и методику расчета остаточных напряжений в межклапанных перемычках крышки цилиндра на любом жизненном этапе конструкции с учетом реальных условий ее нагружения в эксплуатации. На основе анализа уровня и темпов накопления остаточных напряже ний в эксплуатации, разработать методику оценки долговечности крышек цилин дров тепловозных и судовых дизелей.

Методы исследований. Для решения поставленной задачи применялся комплексный подход, основанный как па расчетных, так и на экспериментальных исследованиях. Расчеты выполнялись методом конечных элементов в программной среде MARC и PATRAN. Для определения неупругих характеристик материала, его релаксационной стойкости, сопротивления разрушению при термоциклическом нагружении использовались экспериментальные данные.

Научная новизна. Впервые в практике отечественного дизелестроения осуществлено математическое моделирование процесса циклического, неупругого деформирования элементов крышки цилиндра при неизотермическом малоцикловом нагружении с учетом ползучести и релаксации напряжений. На базе метода конечных элементов в трехмерной постановке получены остаточные напряжения в межклапанных перемычках крышки цилиндра на различных этапах эксплуатации дизеля, на основе их анализа предложен метод оценки долговечности конструкции.

Практическая ценность. Разработанная методика позволяет на основе расчетных данных обоснованно прогнозировать и назначать ресурс различных конструкторских вариантов крышек цилиндров дизельных двигателей в зависимости от степени форсирования и марки примененного материала. Методика дает возмож-

ность оценки долговечности проектируемых конструкций, что позволяет минимизировать экспериментальные исследования и, как следствие, существенно ускорить и удешевить процессы проектирования и доводки крышек цилиндров. Разработанная методика внедрена в практику проектирования и доводки конструкций на ОАО «Коломенский завод» и использовалась при проектировании дизеля нового поколения 12ЧН2б,5/31.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «Коломенский завод» (2006-2007 гг.), Международной конференции «Двигатель 2007», посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва 2007 г.), XIII Международном конгрессе двигателестроителей (Украина 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненной работы опубликовано четыре статьи.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и содержит 166 страниц текста, 63 рисунков, 12 таблиц и списка литературы, включающего 100 наименований.

Первая глава посвящена анализу конструкторского исполнения крышек цилиндров современных среднеоборотных дизелей, применяемых для их производства материалов, методов исследования теплового и напряженного состояний, а также методов оценки долговечности крышек. В конце главы сформулированы цели и задачи исследования.

Для крышки цилиндров, как детали камеры сгорания, работающей в области повышенных температур (300-450°С) И высоких температурных напряжений а,, наиболее характерным является термоусталостное разрушение. Несмотря на постоянное форсирование современных дизелей по максимальному давлению в камере сгорания, температурные напряжения являются определяющими по уровню и характеру разрушающего воздействия на материал, а влияние других нагрузок, включая монтажные усилия от затяжки силовых шпилек и рабочие напряжения от давления газов в цилиндре, относительно невелико.

В условиях высоких температур и стеснения свободных температурных деформаций в наиболее нагретых зонах крышки цилиндра - межклапанных перемычках возникают сжимающие температурные напряжения, величина которых превышает предел упругости применяемого материала, Сами по себе сжимающие напряжения не могут приводить к повреждению конструкции. Опасность появления повреждений и развития трещин возникает при остывании конструкции вследствие возникновения в ней остаточных растягивающих напряжений, которые появляются в результате работы материала в упруго пластической области. Кроме

того, при нагреве предел упругости материала снижается, что вызывает эффекты текучести и релаксации первоначально упругих напряжений. Повторяемость циклов теплосмен и выдержка конструкции при высоких температурах приводит к накоплению и росту во времени остаточных напряжений, которые могут характеризовать приближение конструкции к предельному состоянию.

Предельное состояние при термоусталостном разрушении наступает при относительно малом числе циклов теплосмен jV^cIO3 и высоком уровне циклических температурных напряжений, амплитуда которых превышает предел выносливости материала. В этих условиях конструкция работает в области ограниченной долговечности. При работе в области ограниченной долговечности, оценка сопротивления конструкции разрушению по критерию усталостной прочности возможна не всегда, в качестве критерия предельного состояния обычно рассматривается запас по долговечности, представляющий собой отношение числа циклов до разрушения к числу циклов при эксплуатации за заданный срок службы дизеля п = Np.

Анализ литературных данных показал, что основным направлением повышения долговечности крышек цилиндров, как и ранее, остается снижение тепловой и механической напряженности их наиболее нагруженного элемента - огневого днища. Достигнутые в последнее время значительные успехи в повышении долговечности крышек стали возможными благодаря совершенствованию металлургических технологий, в том числе появлению современных материалов с улучшенными механическими свойствами. Развитие вычислительной техники, современных методов и средств математического моделирования способствовало возможности осуществления трехмерного анализа теплового и напряженно-деформированного состояний крышек цилиндров, что позволило существенно повысить точность применяемых методик расчета. В то же время, расчеты крышек цилиндров с учетом таких факторов как: неизотермическое малоцикловое нагру-жение, имеющее место при эксплуатации дизеля; упруго пластическое деформирование материала; релаксация напряжений и ползучесть в условиях температурной выдержки до недавнего времени были практически неосуществимы. Как показал обзор литературы, учет приведенных факторов при оценке долговечности крышек цилиндров в практике современного отечественного дизелестроешгя отсутствует.

Оценке долговечности конструкций, подвергающихся циклическому неизотермическому нагружегппо, посвящены работы Р.А.Дульнева, Г.А. Туликова, АЛ. Гусенкова, В.П. Когаева, C.B. Серенсена, Г.С. Писаренко, L. CofFm, S. Manson и других авторов. В основу оценки долговечности в этих работах, как правило, положены сведения о напряженном состоянии, полученные экспериментально в результате моделирования нагружения образцов, либо деталей относительно простой формы на специальных установках. Основное количество работ относится к жаропрочным сталям и сплавам на основе никеля, работающих в условиях высоких

температур (свыше 600°С). Ввиду того, что крышки цилиндров среднеоборотных дизелей работают в значительно более низком диапазоне температур и изготовлены из серых или высокопрочных чугунов, непосредственное применение результатов указанных работ для оценки долговечности крышек затруднительно.

Вопросу оценки напряженно-деформированного состояния крышек цилиндров посвящены работы Н.Д. Чайнова, М.А. Озерова, В.М. Фомина, в нелинейной постановке - И.В. Станкевича, А.Н. Краснокутского и других. Оценке прочности и долговечности крышек цилиндров дизелей, выпускаемых Коломенским заводом, посвящены работы И.И. Александрова и М.А. Сальникова, на основе которых была разработана методика оценки долговечности и остаточного ресурса крышек цилиндров. Методика применяется в практике ОАО «Коломенский завод» и основывается на экспериментальном исследовании уровня и темпов роста остаточных напряжений в наиболее нагруженных элементах огневого днища - межклапанных перемычках.

Остаточные напряжения, накопленные в межклапанных перемычках крышки в процессе работы дизеля, являются единственным параметром, косвенно характеризующим интенсивность накопления основных повреждений в конструкции, который моясет быть определен достаточно просто и достоверно. Сущность методики состоит в следующем: на основании сопоставления остаточных напряжений, определенных в наиболее нагруженных сечениях крышки цилиндра в условиях нарастающих наработок в эксплуатации, с предельно допустимыми значениями прогнозируется долговечность и остаточный ресурс конструкции. Методика хорошо зарекомендовала себя при доводке двигателей типа ЧН26/26.

Основным методом определения остаточных напряжений в настоящее время является механический метод освобождения. Неразрушающие методы контроля, несмотря на сравнительную простоту и меньшую трудоемкость, не получили широкого применения ввиду недостаточной достоверности, особенно для чугунных деталей сложной формы.

Недостатками указанной методики оценки остаточных напряжений являются практическая ее неприменимость для проектируемых конструкций. Также следует отметить относительную сложность и дороговизну метода контроля остаточных напряжений, который связан с демонтажем партии деталей с дизеля и последующим их разрушением. Сказанное делает весьма актуальной задачу расчетной оценки уровня остаточных напряжений и темпа их роста на стадии проектирования и доводки двигателя. С учетом изложенного, были поставлены следующие основные задачи работы:

1. На основе метода конечных элементов в трехмерной постановке разработать методику расчета остаточных напряжений в крышке цилиндра на любом этапе жизненного цикла конструкции, в том числе на этапе проектирования. Для решения поставленной задачи разработать математическую модель с учетом физиче-

ской нелинейности материала при неизотермическом нагружении и с учетом неупругого последействия (релаксации напряжений и ползучести).

2. На основе обработки данных о сменности режимов работы тепловозных и судовых дизелей в эксплуатации, уточнить степень нагруженносги крышек цилиндров по числу полных циклов теплосмен JV , Определить параметры эквивалентного цикла, повреждающее действие в котором соответствует эксплуатационному спектру нагрузок.

3. Разработать методику оценки долговечности на основе расчетных данных по остаточной напряженности и уточненных данных по степени нагруженносги крышек цилиндров в эксплуатации.

В качестве основного объекта исследования выбрана серийная крышка цилиндра двигателя ЧН26/26, изготовленная из высокопрочного чугуна, легированного хромом, никелем, молибденом и медью.

Во в торой главе приведены основные положения построенной для расчета остаточных напряжений в крышках цилиндров математической модели физически нелинейного материала.

При неизотермическам нагружении в наиболее напряженных элементах огневого днища могут происходить процессы пластического деформирования материала одновременно с процессами ползучести и релаксации напряжений при выдержке на максимальной температуре цикла. Построению технических теорий пластичности и ползучести посвящены многочисленные работы как отечественных, так и зарубежных авторов: И.А. Биргера, Д.А. Гохфельда, A.A. Ильюшина, JI.M. Качанова, H.H. Малинина, В.В. Москвитина, Г.С. Писаренко, IO.H. Работно-ва, и ряда зарубежных ученых. Для описания неупругого поведения материала разработаны деформационная теория и теория пластического течения. По современным воззрениям, первая из них непригодна для полного описания пластического поведения материалов. Поэтому, в данной работе построение математической модели физически нелинейной среды основано на теории пластического течения.

Теория течения, связывающая бесконечно малые приращения неупругих деформаций с приращениями напряжений, основана на постулате Друкера, который предполагает существование и выпуклость потенциальной поверхности напряжений ) (поверхность нагружения). Согласно постулату Друкера, приращение

неупругих деформаций происходит пропорционально qradQ, то есть по нормали к поверхности:

de^X^-, (1)

где Я - скалярная функция; сг„- тензор напряжений.

Уравнение (1) является основным уравнением теории течения. На практике функцию О(сг0 ) часто ассоциируют с функцией которая описывает

условия возникновения пластических деформаций и поведение поверхности текучести при нагружении и разгрузке, часто называемой мгновенной поверхностью текучести. Здесь сг? - тензор координат центра поверхности текучести, определяющий ее смещение при неупругом деформировании, Ар - работа пластической

деформации, характеризующая степень расширения поверхности текучести при неупругом деформировании.

Дальнейшим упрощением теории является предположение о «несжимаемости» материала. Пластическое состояние материала при этом не зависит от гидростатического давления, следовательно, поверхность текучести является функцией только девиатора напряжений s¡j и не зависит от шарового тензора. Это предположение экспериментально подтверждено для достаточно пластичных материалов, к которым условно можно отнести и высокопрочный чугун, остаточное удлинение 5 которого достигает значений от 2 до 6%

При осуществлении цикличности нагружения, которое имеет место при эксплуатации дизеля, необходимо учитывать эффект Баушингера, характерный для большинства металлов. Для учета эффекта Баушингера в работе принято линейное кинематическое правило упрочнения, согласно которому материал разупрочняется в области обратного нагружения настолько, насколько упрочняется в прямом направлении. Согласно принятым допущениям «ассоциированная» функция текучести принимает вид:

(2)

где а у — девиатор координат центра поверхности текучести.

Для завершения построения теории необходимо конкретизировать критерий предельного состояния - наступления текучести. В практических приложениях широкое применение нашла теория формоизменения и энергетический критерий Максвелла-Мизеса-Генки, которые удовлетворительно описывают пластическое состояние изотропных пластичных материалов. Функция текучести при этом приобретает вид:

~ацЬи у)

-ат =0, (3)

где (Ут - предел текучести материала.

При расчете релаксации напряжений в работе использована гипотеза упрочнения, согласно которой существует функция ползучести , зависящая от деформаций ползучести, скорости деформаций ползучести и напряжений.

В работе использована предложенная Ю.Н. Работновым явная зависимость между параметрами кЦ, ¿Ц, ст1;, хорошо аппроксимирующая участки установившейся и неустановившейся ползучести:

¿(г)"=Л-ехр^), (4)

I

где ес - [д й//е!/^ - интенсивность деформаций; е,у - девиатор деформаций;

су - интенсивность напряжений по теории формоизменения; а,Л,Ь~ коэффициенты, Коэффициент а =2 для высокопрочного чугуна определен на основе анализа данных по ползучести других материалов при аналогичном уровне гомологических температур (0,4...0,5).

о, МПа

Рис. 1. Линии релаксационной стойкости высокопрочного чугуна ВПЧ-НМ 1 -Т=350°С, <т(0)=450МПа; 2-Т=350°С, о-(0)=410МПа;

Коэффициенты А,Ь, зависящие от температуры, определены в результате обработки экспериментальных данных И.И. Александрова по релаксационной стойкости высокопрочного чугуна при сжатии в диапазоне температур от 350°С до 450°С. На рис. 1. показано сопоставление кривых релаксации напряжений, построенных по описанной модели ползучести материала, с экспериментальными данными, представленными на рисунке точками. Сопоставление подтверждает

адекватность математической модели неупругого последействия, особенно в области установившейся ползучести (релаксации напряжений).

В третьей главе приведены методика и результаты экспериментального исследования остаточных напряжений в крышках цилиндров дизелей Д49 после стендовых испытаний; даны результаты статистической обработки данных эксперимента; приведена методика и результаты расчета остаточных напряжений; выполнено сопоставление экспериментальных и расчетных данных.

После стендовых испытаний форсированной модификации дизеля 16ЧН26/26 (р,-2 МПа) по требованию заказчика были замерены остаточные напряжения в межклапанных перемычках семи крышек цилиндров. Все крышки были сняты с одного и того же дизеля, для которого число циклов температурного нагружения (100% мощность-выдержка-холостой ход) составило 7V=1100, суммарное время выдержки при полной мощности - 580 часов.

Определение остаточных напряжений в крышках цилиндров осуществлялось механическим методом освобождения. Сущность метода заключается в освобождении (разрезке) от общего массива отдельных элементов детали и измерения в них относительных деформаций с помощью тензорезисторов, предварительно наклеенных на каждый выделяемый элемент и сбалансированных на ноль. После освобождения производится повторный замер напряжений в выделенных элементах. Остаточные напряжения в этих элементах равны по величине и обратные по знаку замеренным напряжениям. При измерениях используется метод схемной компенсации, основанный на том, что в измерительную мостовую схему помимо активного тензорезистора, расположенного на испытываемой детали, включается дополнительный (компенсационный) тензорезистор. Последний наклеивается на нена-груженный образец, имеющий одинаковый с исследуемой деталью коэффициент линейного расширения материала, что позволяет исключить влияние изменений температуры на получаемые результаты.

Ввиду большого разброса экспериментальных данных, обусловленного случайным характером появления и накопления остаточных напряжений, была выполнена обработка данных эксперимента методами математической статистики. В ходе статистической обработки получено; средние значения остаточных напряжений в перемычке между впускными клапанами составили 155 МПа, при среднем квадратичном отклонении 45 МПа; в перемычке между выпускными клапанами указанные величины соответственно равны 143 МПа и 51 МПа.

Основными исходными данными для расчета остаточных напряжений в крышке цилиндров являются температурные поля конструкции на характерных режимах работы двигателя. Расчет теплового состояния крышек цилиндров осно-швается на решении стационарной задачи теплопроводности с граничными усло-зиями третьего рода. При задании граничных условий по теплообмену использу-

ется методика, разработанная в МГТУ им. Баумана. Расчет выполняется на основе МКЭ в трехмерной постановке.

Принятая расчетная модель крышки цилиндра показана на рис. 2а. Результаты расчета температурного поля крышки для режима номинальной мощности дизеля (Л^=3680кВт) представлены на рис 26. Полученное температурное поле хорошо согласуется с имеющимися экспериментальными данными и является нагрузочным фактором при расчете остаточных напряжений.

Рис. 2.(а) Трехмерная конечно-элементная модель крышки цилиндра дизеля Д49 с наклонной форсункой. Модель построена из квадратичных тетраэдальных элементов и содержит 197472 узла

Исходными данными по нелинейному поведению материала за пределами упругости являются диаграммы деформирования а-е, полученные И.И. Александровым в условиях одноосного растяжения образцов из чугуна марки ВПЧ-НМ при разных уровнях температур в диапазоне от 20°С до 450°С. При расчетах учитывается зависимость модуля упругости и коэффициента линейного расширения материала от температуры.

Расчет первого полуцикла нагружения осуществляется методом пошагового нагружения, начиная с равномерной температуры (20°С) во всех узлах до достижения температурного поля на режиме полной мощности двигателя. Далее производится расчет релаксации напряжений в течение времени выдержки -с при полученном в первом полуцикле уровне теплового и напряженно-деформированного состояния конструкции.

т%

\

Рис. 2.(6) Температурное поле крышки [°С] на режиме номинальной мощности дизеля (ре=3616 кВт) со стороны огневого днища и полости охлаждения

После этого выполняется второй полуцикл разгрузки также методом пошагового нагружения, начиная с температуры, соответствующей полной мощности двигателя до равномерной температуры (20°С) во всех узлах, то есть до полного остывания. Материал считается циклически изотропным. В результате, после полной разгрузки, в наиболее нагруженных сечениях конструкции возникают остаточные напряжения. Второй и последующие циклы, вхсшочающие нагрузку, выдержку и разгрузку, осуществляются аналогично, при этом остаточные напряжения, полученные на каждом предшествующем цикле, рассматриваются как начальные условия для последующего цикла.

Выполненный анализ показал, что для современных среднеоборотных двигателей максимальный уровень температур на поверхности огневого днища крышек цилиндров составляет 300-400°С. В процессе решения тестовых примеров на полноразмерной модели крышки цилиндров двигателя 16ЧН26/26 было установлено, что при указанном уровне температур уже после первого цикла межклапанные перемычки начинают работать в квазиупругой области. В этом случае линии нагружения и разгрузки совпадают и параллельны начальному участку линейного деформирования, а петля неупругого гистерезиса возникает только вследствие выдержки на режиме максимальных температур цикла. То есть, после первоначального упрочнения материала наступает приспособляемость. Дальнейший прирост неупругих деформаций, в основном, обусловлен лишь эффектом релаксации напряжений. Сказанное позволяет с достаточной степенью точности заменять несколько действительных циклов нагружения одним эквивалентным циклом, выдержка по времени в котором равна суммарной выдержке в действительных циклах. Описанный прием использовался при решении данной задачи и позволил су-

щественно повысить скорость расчета при приемлемом уровне вносимой погрешности.

На рис. 3. представлено распределение остаточных напряжений в межклапанных перемычках крышки после работы на режимах, соответствующих режимам стендовых испытаний дизеля.

Рис. 3. Распределение остаточных (о3) напряжений [МПа] в межклапанных перемычках крышки цилиндра дизеля 16ЧН26/26 после стендовых испытаний

На рис. 4. приведены расчетные кривые деформирования материала в перемычках при циклическом неизотермическом нагружении крышки цилиндра. Сопоставление расчета с экспериментальными данными показало, что расчетные значения остаточных напряжений в наиболее напряженных элементах огневого днища лежат в области, ограниченной 90%-ным доверительным интервалом. При этом расчет качественно показал, что наиболее напряженной является перемычка между впускными клапанами, что соответствует экспериментальным данным. Таким образом, показана адекватность принятой математической модели.

В четвертой главе разработана упрощенная математическая (балочная) модель для оценки остаточных напряжений в межклапанных перемычках крышки цилиндра. Данная модель, совместно с описанной ранее моделью более высокого уровня адекватности, образуют иерархическую систему математических моделей крышки цилиндра.

Модель представляет собой балку переменного сечения, нагруженную равномерным температурным полем в направлении продольной оси и температурным перепадом по условной толщине балки.

п

Рис. 4. Расчетные кривые циклического деформирования материала (ВГТЧ) при неизотермическом нагружении крышки цилиндра

Таким образом, моделируются условия температурного нагружения межклапанной перемычки в составе крышки цилиндра. Условия защемления балки (коэффициенты стеснения тепловых деформаций) определяются расчетным либо экспериментальным способом. Коэффициенты стеснения и сведения о тепловом состоянии перемычки - основные входные данные для упрощенной балочной модели, которые в данном случае были определены в ходе КЭ анализа конструкции в трехмерной, линейной постановке. Температурное расширение балки при равномерном нагреве от температуры окружающей среды Т0 =20°С до температуры Тср

определяется как:

Тер

ет = \а(Т)с!Т , (5)

где а - коэффициент линейного расширения материала.

При равномерном перепаде температуры по высоте балки ДТ = Гтах - Тпип, расширение наружного волокна равно:

Т тах

£ат=1/2 \а(Т)с1Т (6)

Гтт

Складывая тепловые деформации, с учетом их стеснения в перемычке, получим механическую деформацию:

£„, = -к] ■ вт —к2 ■ , (7)

где ет - механическая деформация; к, и к2 - коэффициенты жесткости соот-»етственно при растяжении (сжатии) и изгибе.

В соответствии с кривыми деформирования материала при соответствующих температурах, определяется напряжение сгтах, соответствующее £,„. Далее моделируется релаксация напряжений при максимальной температуре цикла Тат, при этом происходит падение напряжений с уровня сгшш = сг(о) до некоторого уровня а. Падение напряжений за период времени г описывается следующим законом релаксации:

где Е - модуль упругости материала при соответствующей температуре;

а(0), а - соответственно начальное и конечное (эквивалентное) напря-

~ а(0)-а

а =----относительное напряжение;

Ь

А,Ь - экспериментальные коэффициенты.

Разгрузка осуществляется параллельно линии первоначального упругого на-гружения, при этом появляются остаточные напряжения растяжения. Результаты расчета остаточных напряжений в перемычке между выпускными клапанами, накопленных за период стендовых испытаний дизеля показали хорошую сходимость с данными экспериментального исследования остаточных напряжений в крышках дизеля после стендовых испытаний. Расчетное значение остаточных напряжений составило: <гост=164 МПа, среднее значение по данным эксперимента (7 образцов) составило - адст=143 МПа, что подтверждает адекватность разработанной модели.

В пятой главе выполнена статистическая обработка экспериментальных данных по сменности режимов работы тепловозных и судовых дизелей в эксплуатации с целью уточнения действительной степени нагруженности крышек цилиндров. Предложен метод оценки долговечности крышек цилиндров судовых и тепловозных дизелей ЧН26/26 на основе расчетных данных по остаточным напряжениям и реальной эксплуатационной нагруженности крышек. В основу оценки долговечности крышек цилиндров положены сведения о спектре нагрузок, действующих на конструкцию при эксплуатации дизеля, сведения о напряженном состоянии и способности материала сопротивляться эксплуатационным нагрузкам.

При уточнении реальных показателей долговечности крышек цилиндров на одном из первых мест стоит уточнение эксплуатационной нагруженности (по числу циклов нагружения и времени выдержки при повышенной температуре) при эксплуатации дизеля. Эта задача особенно сложна ввиду отсутствия типового блока нагружения крышки цилиндра дизеля транспортного назначения.

Для пассажирского тепловоза была выполнена обработка данных хронометража режимов работы дизеля 16ЧН26/26 в процессе поездки на типовом участке

7 ст(°>г- —1? -- _ А3

I = ——г \Ы0)-(г\еЫ<т = ~

АЕ3 £ АЕ3

1(&-1У + {1~2е-&)\, (8)

жение;

пути. Обработка осуществлялась методом полных циклов с целью определения числа полных теплосмен и времени выдержки конструкции при повышенной температуре. В ходе обработки получены следующие данные: интенсивность накопления циклов теплосмен составила 1=0,013 циклов/км, в пересчете на час работы силовой установки 1=0,615 цикла/час. Указанные условия движения рассматривались как типовые. В результате установлено, что максимально возможное число теплосмен за весь период эксплуатации тепловозного дизеля до капитального ремонта составляет не более 31000 при суммарном времени выдержки на режиме полной мощности не более 8030 часов. Результаты обработки эксплуатационного спектра нагрузок показаны на рис. 5.

Сравнение данных по сменности режимов работы дизелей пассажирских и грузовых локомотивов показывает, что как по числу циклов теплосмен, так и по времени выдержки при повышенных температурах крышки цилиндров пассажирских локомотивов нагружены интенсивнее. Для крышки цилиндра судового дизеля количество циклов смен теплового состояния существенно меньше, но при этом время выдержки при повышенных температурах (за ресурс) более чем в три раза превосходит эту величину для тепловозного дизеля и составляет 20000 часов.

На основе полученных расчетных данных о напряженном состоянии конструкции и об эксплуатационном спектре нагрузок крышек цилиндров был выполнен анализ долговечности крышек цилиндров судовых и тепловозных дизелей. Установлено, что в качестве критериев предельного состояния необходимо рассматривать два критерия. Первое предельное состояние заключается в исчерпании несущей способности конструкции вследствие термической усталости. В этом случае оценка прочности осуществляется по пределу выносливости крышки при ограниченной долговечности <т_1Л, (^-предельное число циклов теплосмен в эксплуатации). Второе предельное состояние заключается в возникновении знакопеременных пластических деформаций в конструкции (исчерпание возможности приспособляемости). Оценка прочности в этом случае осуществляется по предельному времени, в течение которого конструкция может работать в квазиупругой области (предельное время релаксации). При относительно низких температурах (<350°С) более значимым является первый критерий, с ростом температур значимость второго критерия повышается.

Принято, что в случае превышения остаточными напряжениями предела текучести материала происходит потеря несущей способности конструкции, которая характеризуется быстрым исчерпанием пластичности материала и последующим быстрым разрушением. Для оценки работоспособности крышки цилиндра судового дизеля были посчитаны остаточные напряжения в перемычках, накопленные за весь срок службы дизеля (60000 часов). Напряжения составили: сг0(.т=248 МПа в выпускной перемычке и <тоап= 231МПа во впускной перемычке. Сопоставление полученных расчетных значений напряжений с пределом текучести материала показало, что предельное состояние конструкции не достигается. При этом наиболее

вероятны разрушения но перемычке между выпускными каналами, что объясняется более интенсивным протеканием реологических процессов в ней. Таким образом, рассмотренный конструкторский вариант крышки цилиндра работоспособен в условиях судового применения.

Р(Ч_____________

100] II II . Г 1 ll'l I I ' II i

№ - —;; L П - I 1 f- W — - ————————— i- — - 1

71 --—f-j— ~<ПГ / »----— ..... П " " / --4-j

si i .i~| II p, —; — riri n П H E r1--EJE: ЗЁЕЕ S z -~ ^ 3É —n-f— E:: т

41 I - : zzEEt : + — : Y " T 1 ТГ - -l-tf - - - —; ■ --:' - j I I -jjj — Jj Э " И I " ' 1

и I ^- n J ~ — - nrr^ZF:'':3n E^^ni"" —Г -^zz: ■ "~r~ —r .---j— ;; - — i;' ]

M ~ -1 ~~: ■ 1 - ЕЕ i:;: 3: H :: —т i ---— —r~ 4-44 - ~ - — У—-p-H

0_0_5_1.0 1.5__2_S_3.0 3.3 4.0_4.S 5,0_5.5 6.0_íl

0 135 Ло"1

Pe. 4 100' 16 71 57 43 19 14

0_ü_5_LO 1.5__13_3.0 3.5_Ú)_4.5 5.0_5.5 6.0_tí' ^

0 155 >10

Рис. 5. Выделение циклов полных теплосмен из исходного эксплуатационного спектра нагрузок дизеля ЧН26/26 пассажирского локомотива

Критерием предельного состояния крышки цилиндра тепловозного дизеля является число циклов до разрушения в условиях ограниченной долговечности. Для определения основных параметров цикла нагружения - амплитуды напряжений аак среднего напряжения ат использовались результаты конечно-элементного анализа. Предельное число циклов до разрушения определено на основании экспериментальных данных по поведению высокопрочного чугуна в условиях неизотермического нагружения. Оценка долговечности крышки цилиндра дизеля ЧН26/26 (рщ-315 л.с.) выполнялась на основе сопоставления предельного числа циклов с уточненными данными по средне-статистическому числу циклов нагружения в эксплуатации. Средние запасы по долговечности (для рассмотренного блока нагружения) составили: птЫ = 3,36 для выпускной перемычки и nmin = 4,11 для впускной перемычки. Полученные величины запасов демонстрируют, что рассмотренный вариант крышки цилиндра в условиях повышенного уровня форсирования тепловозного дизеля работоспособен. На практике обеспечить 100%-ную безотказность не удается, что связано с эксплуатационной неравномерностью на-груженности, рассеиванием прочностных показателей материала и другими факторами случайного характера. Доля отказов при этом не превысит 10%.

выводы

,, 1. Впервые разработана и реализована математическая модель физически нелинейной среды для расчета остаточных напряжений в элементах крышек цилиндров дизелей, основанная на методе конечных элементов. Адекватность математической модели подтверждена экспериментально.

2. Выполнен анализ и уточнение эксплуатационной загруженности крышек цилиндров среднеоборотных транспортного назначения. С использованием методов математической статистики произведена обработка данных о сменности режимов работы тепловозных дизелей, дано обоснование параметров усредненного эксплуатационного цикла.

3. На основе расчетных данных по остаточной напряженности и уточненных данных по сменности режимов работы выполнена оценка работоспособности и долговечности серийных вариантов крышек цилиндров дизелей типа ЧН26/26 с повышенным уровнем форсирования.

4. Разработана упрощенная аналитическая модель межклапанной перемычки крышки цилиндра, позволяющая выполнять оценку остаточных напряжений, анализировать кинетику процессов циклического неупругого деформирования материала в условиях ползучести и релаксации напряжений.

5. Основные результаты исследований работы использованы в конструкторской практике Коломенского завода при проектировании дизеля нового поколения размерности ЧН2б,5/31.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

1. Особенности математического моделирования НДС крышки цилиндра форсированного среднеоборотного дизеля / Н.Д. Чайнов [и др.] // Двигателестроение. 2006. №4. С. 8-11.

2. Чайнов Н.Д., Раенко М.И., Мягков С.П. Применение методов математического моделирования НДС крышки цилиндра форсированного дизеля // Сб. науч. тр. по материалам Международной конференции Двигатель 2007, посвящ. 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана / Под ред. H.A. Иващен-ко [и др.]. М.: 2007. С. 154-159.

3. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния крышки цилиндра форсированного дизеля / Н.Д. Чайнов [и др.] // Грузовик &. 2008. №3. С. 32-35.

4. Чайнов Н.Д., Раенко М.И., Мягков С.П. Вопросы прочности крышек цилиндров среднеоборотных дизелей // Двигатели внутреннего сгорания. 2008. №1. С. 62-65.

Подписано к печати 26.10.09. Заказ № 631 Объем 1,0 печ.л. Тираж 100 экз. Типография МГТУ км. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5 (499) 263-62-01

0 9-224

2008154487

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор конструкторских особенностей, материалов, методов. исследования теплового и напряженно-деформированного состояния, методов оценки долговечности крышек цилиндров среднеоборотных дизелей транспортного назначения

1.1. Конструкторские особенности тепловозных и быстроходных. судовых дизелей

1.2. Материалы, применяемые для изготовления крышек цилиндров.

1.3. Методы исследования теплового и. напряженно-деформированного состояния крышек цилиндров

1.4. Обзор методов оценки долговечности конструкций,. работающих при неизотермическом малоцикловом нагружении

1.5. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Расчетное исследование напряженно-деформированного. состояния крышек цилиндров

2.1. Теория течения и неупругого последействия.

Глава 3. Расчетно-экспериментальное исследование. остаточных напряжений в крышках цилиндров

3.1. Описание методики измерения остаточных напряжений. в крышках цилиндров

3.2. Результаты тензометрирования крышек цилиндров. дизеля 16ЧН26/26 после ускоренных испытаний

3.3. Описание методики расчета остаточных напряжений. и анализ полученных данных

3.4. Сравнение результатов расчета с экспериментальными. данными по остаточной напряженности

Глава 4. Разработка упрощенной расчетной модели. межклапанной перемычки для оценки остаточных напряжений

Глава 5. Оценка долговечности крышек цилиндров среднеоборотных. дизелей

5.1.1. Определение параметров блока типового. нагружения по данным хронометража для тепловозного дизеля

5.1.2. Определение параметров блока нагружения. для судового дизеля

5.2. Оценка долговечности крышек цилиндров по результатам. конечно-элементного анализа напряженно-деформированного состояния

5.2.1. Определение долговечности крышки цилиндра. по критерию термической усталости

5.2.2. Определение долговечности крышки цилиндра. по критерию предельного времени релаксации

Тенденциями развития современного двигателестроения являются повышение агрегатных мощностей, улучшение экономических показателей с одновременным повышением сроков службы и надежности, а также улучшение мас-согабаритных показателей двигателя. Также особенно остро в настоящее время стоит задача уменьшения загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми двигателями внутреннего сгорания.

Основой увеличения цилиндровых и агрегатных мощностей, кроме увеличения средней скорости поршня Сш, является повышение среднего эффективного давления Ре значения которого для современных среднеоборотных дизелей транспортного назначения достигает величин Рс=2,2.2,7 МПа и выше [1,2,18,19,20,21]. При этом максимальное давление сгорания достигает величин 18.21 МПа. Температура деталей ЦПГ при этом находится в пределах 220.460 °С. Дальнейшее форсирование рабочего процесса, сдерживается ростом тепломеханической напряженности узлов и деталей дизеля, что приводит к снижению их надежности и долговечности. Для большинства современных дизелей транспортного назначения долговечность (определяемая в часах наработки до первого капитального ремонта или пробегом транспортной установки) должна быть не менее 1.1,2 млн. км. пробега (для тепловозных дизелей Коломенского завода типа ЧН26/26), или 50.60 тыс. час. для судового двигателя. В перспективе планируется увеличение этих показателей до 1,5.2,0 млн. км. и до 70.80 тыс. час. соответственно.

Тепловая напряженность характеризуется уровнем рабочих температур, разностью температур на поверхности детали, уровнем температурных напряжений и деформаций, определяемых величиной теплового потока через тепло-воспринимающую поверхность, и их динамикой в условиях эксплуатации: сменностью и частотой приложения температурной нагрузки, максимальным и минимальным значениями температуры цикла.

Увеличение тепловой напряженности деталей, образующих камеру сгорания, при повышении форсирования и серьезные последствия при возможных разрушениях требуют повышенного внимания к этим факторам при проектировании и изготовлении. Это в полной мере относится и крышке цилиндра - одной из наиболее сложных в конструкторском и наиболее нагруженных в тепловом отношении детали ЦПГ.

Основным видом повреждения крышек цилиндров являются трещины в перемычках, образованных клапанными отверстиями. Для 4-х клапанных конструкций крышек цилиндров 4-х тактных дизелей наиболее характерны разрушения по перемычкам между выпускными, а также между впускными отверстиями. Такой вид разрушений имел место в практике АО «Коломенский завод» при доводке и эксплуатации семейства среднеоборотных дизелей типа ЧН26/26. Для 4-х клапанных крышек цилиндров 2-х тактных дизелей имеет место разрушение не только по межклапанным перемычкам, но также по перемычкам, образованным отверстиями под клапаны и форсунку. Такие разрушения наблюдались на дизелях типа ДН23/30 «Коломенского завода». Вид трещины четырехклапанной крышки цилиндра четырехтактного дизеля представлен на рис. 1.1.

Анализ разрушений показал, что трещины имеют термоусталостный характер. При этом в крышке цилиндра при работе двигателя возникают переменные температурные напряжения, размах которых может превышать предел выносливости материала (высокопрочного чугуна) в 1,2. 1,5 раза. Максимальные значения сжимающих (рабочих) термических напряжений могут превышать условный предел текучести материала, что при остывании конструкции приводит к появлению остаточных напряжений растяжения в наиболее нагруженных элементах огневого днища. В действительных циклах имеют место эффекты ползучести и релаксации напряжений, происходящие в условиях выдержки конструкции при повышенной температуре. Реологические процессы обеспечивают постоянный рост остаточных напряжений и дополнительно вносят повреждающее воздействие в структуру материала.

В этих условиях крышка цилиндра работает в области постоянной повреждаемости материала и имеет ограниченную долговечность. Для обеспечения требуемого ресурса крышки цилиндра

Рис. 1.1. Характерный вид разрушения чугунной четырехклапанной крышки цилиндра дизельного двигателя должен быть обеспечен запас по долговечности, представляющий собой отношение числа циклов до разрушения к числу циклов, выдерживаемых конструкцией в эксплуатации за заданный срок службы. (пл=НПр/Ыр).

Учитывая рассеяние прочностных показателей конструкционного материала, качество изготовления всей детали в целом, нерегулярный характер приложенных нагрузок (изменение температур и давлений в цилиндре вследствие разрегулировки или появления отложений на поверхности охлаждения и др.), в ряде случаев не может быть обеспечен назначенный в технических условиях ресурс. Определение располагаемого ресурса крышек входит в разработанную [3,4] обобщенную методику оценки долговечности крышки цилиндра. В связи с дальнейшим повышением форсирования дизелей типа ЧН26/26 и разработкой дизеля новой размерности (ЧН26,5/31) становится актуальной задача прогнозирования прочностной надежности деталей ЦПГ, работающих в области повышенных температур и давлений, в том числе крышки цилиндра.

Поскольку темп роста остаточных напряжений характеризует механизм накопления повреждений в структуре материала, основным направлением работы является разработка методики расчета остаточных напряжений в крышке на различных этапах эксплуатации и проектирования. Основные этапы разработки методики изложены в работе [39].

5. Основные результаты исследований работы использованы в конструкторской практике Коломенского завода при проектировании дизеля нового поколения размерности ЧН26,5/31.

1. Никитин Е.А. Семейство дизелей Д49 // Двигателестроение. 1979. №3. С. 1-6.

2. Ваншейдт В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Л.: Судостроение. 1977. 392 с.

3. Сальников М.А. Оценка долговечности крышек цилиндров тепловозных дизелей в зависимости от уровня теплонапряженности: дис. .канд. техн. наук. Коломна. 1984. 210 с.

4. Александров И.И. Исследование условий термической прочности литых материалов для деталей камеры сгорания транспортных дизелей: дис. .канд. техн. наук. Коломна. 1972. 196 с.

5. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов и др.. Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1984. 384 с.

6. Ваншейдт В.А. Конструирование и расчет прочности судовых дизелей. Л.: Судостроение. 1969. 391 с.

7. Оптимизация конструкции теплонапряженных деталей / С.М. Шелков и др.. М.: Машиностроение. 1983. 112 с.

8. Иссерлис Ю.Э., Мирошников В.В. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение. 1981. 255 с.

9. Салтыков М.А. Применение метода эквивалентной рамы для расчета контуров переменной жесткости в несущих деталях и узлах // Проблемы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение. 1969. С.65-82.

10. Чайнов Н.Д. К расчету температурных напряжений в днище крышек цилиндров двигателей внутреннего сгорания // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1972. №10. С.101-108.

11. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. М.: Машиностроение. 1975. 488 с.

12. Салтыков М.А. Прочность ДВС. Методы и средства обеспечения. М.: МГОУ. 1995. 90 с.

13. Безухов И.И., Лужин О.В. Приложение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач. М.: Высшая школа. 1974. 200 с.

14. Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования. М.: Мир. 1987. 272 с.

15. Чайнов Н.Д., Заренбин В.Г., Иващенко H.A. Тепломеханическая напряженность деталей. М.: Машиностроение. 1977. 153 с.

16. Разработка и применение моделей разных уровней для расчетов рабочих напряжений в крышках цилиндров транспортных дизелей / Н.Д. Чайнов и др. //Двигателестроение. 1987. №4. С. 10-14.

17. Овсянников М.К., Давыдов Г.А. Тепловая напряженность судовых дизелей. Л.: Судостроение. 1975. 256 с.

18. MotorShip 2006. September. 48 p.

19. Diesel & Gas Turbine. World Wide Catalog. 2003. Vol. 68. 836 p.

20. Diesel & Gas Turbine. Publications. 2005.Vol. 70. 758 p.

21. Diesel & Gas Turbine. Publications. 2004. Vol. 69. 808 p.

22. Чугуны с шаровидным и вермикулярным графитом. С аустенитно-бейнитной матрицей — современные материалы для литых деталей. М.: ИТЦМ Металлург. 2004. 440 с.

23. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. 1963. 232 с.

24. Костин А.К., Ларионов В.В., Михайлов Л.И. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение. 1979. 222 с.

25. Меден А.И. Конструктивные мероприятия по ограничению тепловой напряженности втулок и крышек форсированных среднеоборотных дизелей // Теплонапряженность поршневых двигателей. Ярославль. 1978. С. 32-45.

26. Тимохин A.B. Тепловая напряженность деталей, образующих камеру сгорания высокофорсированных дизелей: дис. .докт. техн. наук. Москва. 1991. 305 с.

27. Шатров Б.В. Теоретические основы анализа конструкций с применением метода конечных элементов: курс лекций. М.: МАИ. 1998. 97 с.

28. Чайнов Н.Д. Исследование теплового и напряженно-деформированного состояния головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания: автореф. дис. .докт. техн.наук. Москва. 1975. 32 с.

29. Ширяев В.М., Лодягин В.З. Исследование напряженного состояния днища головки цилиндра двигателей ДН23/30 и мероприятия по повышению срока их службы // Проблемы развития двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение. 1968. С. 82-96.

30. Салтыков М.А., Казанская A.M. Разработка и применение метода макроэлементов для расчета на прочность и жесткость несущих конструктивных звеньев двигателя // Двигателестроение. 1985. №2. С. 8-11.

31. Zieher F., Langmayr F., Jelatancev A. Thermal Mechanical Fatigue Simulation of Cast Iron Cylinder Heads // SAE 2005 World Congress. Detroit. 2005. 12 p.

32. Акимов Л.M. Выносливость жаропрочных материалов. М.: Металлургия. 1977. 152 с. ;

33. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости / Под ред. Г.С. Шапиро. М.: Наука. 1975. 575 с.

34. Композиционный материал в системе «волокно-металл» для поршней ДВС/В.И. Платонов и др. // Двигателестроение. 2005. №1. С. 33-35.

35. Шабанов А.Ю., Зайцев А.Б., Машкур М.А. Новый метод расчета граничных условий теплового нагружения головки блока цилиндров поршневого двигателя // Двигателестроение. 2005. №1. С. 5-9.

36. Сальников М.А., Салтыков М.А. Влияние сменности режимов работы в эксплуатации тепловозных дизелей на ресурс деталей цилиндропоршневой группы // Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и эксплуатация оборудования. (М.). 1983. Выпуск 10. С. 1-3.

37. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / В.П. Алексеев и др., Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1980. 288 с.

38. Вырубов Д.Н., Иващенко H.A., Ивин В.И. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. A.C. Орли-на, М.Г. Круглова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1983. 372 с.

39. Особенности математического моделирования НДС крышки цилиндра форсированного среднеоборотного дизеля / Н.Д. Чайнов и др. Двигателе-строение. 2006. №4. С. 8-11.

40. Takao S., Suzuki M. Methods for simplfied termal stress estimation and fatique life analysis of a gray cast iron cylinder cover in a medium speed diesel engine //Nagai-Hitachi Zocen Techn. Rev. 1981. №1. P.35-46.

41. Конкс Г.А., Лашко B.A. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта. М.: Машиностроение. 2005. 512 с.

42. Чернеева Г.А. Методика анализа тепловой напряженности поршней форсированных дизелей с учетом неупругого деформирования материалов: дис. .канд. техн. наук. Москва. 1993. 112 с.

43. Прочность при малоцикловом нагружении. Основы методов расчета и испытаний / C.B. Серенсен и др. М.: Наука. 1975. 284 с.

44. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость: Перевод с англ. М.: Машиностроение. 1974. 344 с.

45. Боли Б., Уэйнер Дж. Теория температурных напряжений. Перевод с англ. М.: Мир. 1964. 517 с.

46. Писаренко Г.С. Термопрочность материалов и конструкционных элементов. Киев. Наукова Думка. 1965. 332 с.

47. Туляков Г.А. Термическая усталость в теплоэнергетике. М.: Машиностроение. 1978. 199 с.

48. Структурные факторы малоциклового разрушения металлов: Сб. ст. / Под ред. В.Г. Лютцау. М.: Наука. 1977. 142 с.

49. Уравнения состояния при малоцикловом нагружении / H.A. Махутов и др. М.: Наука. 1981.243 с.

50. Дульнев P.A., Котов П.И. Термическая усталость металлов. М.: Машиностроение. 1980. 200 с.

51. Шумихин B.C., Кутузов В.П., Храмченков А.И. Высококачественные чу-гуны для отливок / Под ред. H.H. Александрова. М.: Машиностроение. 1982. 222 с.

52. Даль В. Поведение стали при циклических нагрузках: Перевод с немец. / Под ред. В.Н. Геминова. М.: Металлургия. 1982. 568 с.

53. Чайнов Н.Д., Григорьев O.A., Харитонов Н.П. Анализ теплового состояния головки цилиндров промышленного трактора // Двигателестроение. 1989. №4. С. 7-9.

54. Литвинцев Ю.А., Косарева Н.В. Методика рационального выбора чугуна для деталей, упрочняемых закалкой токами высокой частоты // Двигателестроение. 1988. №11. С. 28-29.

55. Соломин Н.В. Высокотемпературная устойчивость материалов и элементов конструкций. М.: Машиностроение. 1980. 128 с.

56. Стефановский Б.С. Теплонапряженность деталей быстроходных поршневых двигателей. М.: Машиностроение. 1978. 128 с.

57. Насыров P.A. Повышение надежности работы поршней тепловозных дизелей. М.: Транспорт. 1977. 216 с.

58. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение. 1968. 400 с.

59. Гусенков А.П., Котов П.И. Длительная и неизотермическая малоцикловая прочность элементов конструкций. М.: Машиностроение. 1988. 264 с.

60. Качанов JI.M. Основы теории пластичности. М.: Наука. 1969. 420 с.

61. Качанов JIM. Основы механики разрушения. М.: Наука. 1974. 312 с.

62. Пономарев С.Д., Бидерман В.Л., Лихарев К.К. Расчеты на прочность в машиностроении / Под ред. С.Д. Пономарева. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. 1958. Т. 2. 954 с.

63. Биргер И.А. Термопрочность деталей машин / Под ред. И.А. Биргера, Б.Ф. Шора. М.: Машиностроение. 1975. 455 с.

64. MSC.Marc and MSC. Marc Mentat Release Guide. Version 2005 Электронный ресурс. / Printed in U.S.A. Электрон.дан. 2005. 1 CD-ROM.

65. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: Пер. с англ. М.: Мир 1984. 624 с.

66. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир. 1979. 392 с.

67. Неразрушающие методы контроля. Спецификатор различий в национальных стандартах разных стран / Под ред. В.Я. Кершенбаума М.: Наука и Техника. 1992. 227 с.

68. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д., Элементы прикладной математики. М.: Наука. 1965. 615 с.

69. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. М.: Наука. 1986. 560 с.

70. Александров И.И., Соболев Н.Д. Исследование условий квазиупругого деформирования при термоциклическом нагружении // Проблемы прочности. 1973. №7. С. 43-48.

71. Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. М.: Машиностроение. 1977. 216 с.

72. Гохфельд Д.А., Чернявский О.Ф. Несущая способность при повторных нагружениях. М.: Машиностроение. 1979. 263 с.

73. Гусенков А.П. Сопротивление деформированию в связи с условиями малоциклового нагружения. М.: Научный совет по проблеме «научные основы прочности и пластичности» академии наук. 1966. 48 с.

74. Мороз J1.C. Механика и физика деформаций и разрушения материалов Л.: Машиностроение. 1984. 224 с.

75. Подзей А.Б., Сулима A.M. Технологические остаточные напряжения. М.: Машиностроение. 1973. 216 с.

76. Никитин Е.А., Мерлис П.М., Салтыков М.А. Совершенствование основных узлов турбопоршневых двигателей / Под ред. A.C. Орлина. М.: Машиностроение. 1974. 208 с.

77. Макаров P.A. Средства технической диагностики машин. М.: Машиностроение. 1981. 223 с.

78. Серьезнов А.Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М.: Машиностроение. 1976. 224 с.

79. Кудрявцев И.В. Повышение прочности элементов конструкций и деталей машин. М.: Машгиз. 1959. 113 с.

80. Салтыков М.А., Гинзбург М.А., Полякова Т.И. Исследование режимов термообработки деталей составных поршней из кованных алюминиевых сплавов. (М.). НИИинформтяжмаш. 1972. №10. С.10-17.

81. Фридман Я.Б. Механические свойства материалов: в 2-х томах. М.: Машиностроение. 1974. Т.2. 367 с.

82. Шушкевич. В.А. Основы электротензометрии. Минск. Вышейшая школа. 1975. 351 с.

83. Унксов Е.П., Джонсон У., Колмогоров B.JI. Теория пластических деформаций металлов / Под. ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение. 1983. 598 с.

84. ГОСТ 25.101-83. Расчёты и испытания на прочность методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов. М., 1983. 29 с.

85. Чайнов Н.Д., Раенко М.И., Мягков С.П. Вопросы прочности крышек цилиндров среднеоборотных дизелей // Двигатели внутреннего сгорания. 2008. №1. С. 62-65.

86. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: справочник. М.: Машиностроение. 1985. 232 с.

87. Косточкин В.В. Надежность авиационных двигателей и силовых установок. М.: Машиностроение. 1976. 248 с.

88. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / Под ред. А.П. Гусенкова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1993. 364 с.

89. Тепловозное хозяйство / Г.С. Рылеев и др. М.: Трансжелдориздат. 1956. 311 с.

90. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени: библиотека расчетчика. М.: Машиностроение. 1977. 232 с.

91. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. М.: Металлургия. 1978. 256 с.

92. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука. 1976. Т.2. 576 с.

93. Москвитин В.В. Некоторые вопросы пластичности при переменных нагружения. М.: ВИНИТИ. 1966. 26 с.Л Xsw^ м/

94. Серенсен C.B. Сопротивление материалов уст^йостному и хрупкому разрушению. М.: Атомиздат. 1975. 192 с.

95. Поль Б. Макроскопические критерии пластического течения и хрупкого разрушения // Разрушение / Под ред. Г. Либовиц. М.: Мир. 1975. Т.2 С. 336520.

96. Работнов Ю Н. Сопротивление материалов. М.: Физматгиз. 1962. 456 с.

97. Тайра С., Отани Р. Теория высокотемпературной прочности материалов: Пер. с япон. М.: Металлургия. 1986. 280 с.

98. Чадек Й. Ползучесть металлических материалов. М.: Мир. 1987. 306 с.