автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Расчетная оценка характеристик сопротивления коррозионной усталости валов и осей

ОДЕССКИЙ ОРДЕНА ГРЭДОКГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

МАНУКЯН 1ЕГАМ АЙРОЗШ

УДК 620.194.8

РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИ 5ШШ КОРРОЗИОННОЙ УСТАЛОСТИ ВАЛОВ И ОСЕЯ ■

Специальность 05.02.02 - Маппшозадеш19 и

детали мчшш

АВТОРЕФЕРАТ дяссзргаши на соискание'учьной столэни хаддидата тэхнгческлх наук

Одзсса - 159")

/ ^

Работа выполнена в Зрвзансхом ордана Трудового Красного Знагэни политехническом статута

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент СШЯН М.Г.

.Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профеос./р УЖЬЧЕВСКИЙ В.В.

кандидат технических наук, ЕЕМАК С.В.

Ведущая организация - ПО 'Чрмкамнорезмал"

Защита состоится Э90г. а 14.30 часов на

заседания специализированного созета К. 068.19.02 Одесского политехнического института (270044, г.Одесса, 44, проспект Шевченко, I).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одесского политехнического института.

Просим Вас цринять участие а заседании созета или прислать подписанный и заверенный отзыз з одном экземпляре по вышеуказанному адресу.

•Автореферат разослан 1990г.

Ученый секретарь специализированного созета!.БВЛЯЕВ

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

с !

- ,:А к т у а л ь н о с т ь теми. В оснозных направлениях экономического и социального развития СССР подчеркизотся необходимость повышения качества, надежности, экономичности и производительности машин и оборудования, снижения их материалоемкости

и энергопотребления а связи о зыходом на международный уровень производства. Реиенкэ этой проблемы возможно созданием новых я эффективным использованием суцествущих конструкционных матзриа-лов, а такмэ применением нозых методов расчетной оценки работоспособности деталей машин.

Больаое количество деталей машин, работающих з коррозионных сродах, з процесса эксплуатации подвергаются одновременному действию нормальных и касательных напряжэшгй. Прогнозирование срока их службы затруднительно, поскольку большинство выполненных исследований (90-95,1) относится к цроогнм случаям пагружекия, а экстраполяция полученных выводов и зависимостей для слоыюго нагружения приводит к неточностям и противоречия!.!. Известные подхода и метода для оценки хар.'юторястшг сопротивления коррозионной усталости носят частный характер и основаны на опытных коэффициентах без учета естественного рассеяния результатов экспери • мента. В связи с.этим актуальной становился задача разработки методов расчета на сопротивление коррозионной усталости деталей машин при действии переменного слокно-нзлряг.еклого состояния (СНС) с учетом вероятностных представлений процесса усталостного разрушения, а также технологических способов повышения прочности и долговечности деталей, работающих при указанных условиях.

Цель работы заключалась з установлении связей между характеристиками сопротивления усталости а воздухе и коррозионной среде, создании методики расчета на прочность и долговечность деталей машин и механизмов, работающих в различных средах, при действии переманного СНС с учетом вероятности неразруша-ния.

Научная новизна работы состоим в установлении и обосновании следующих положений:

- распределение логарифмов долговечностей при коррозионной усталости подчиняется нормальному закону и наблвдается однородность дисперсии ¿дМ по уровням напряжений 6 ;

- кривая коррозионной усталости представляется в вида дзух улом£.шых семейстэ кзантильных кривых, описываемых единим видом

урапнания а координатах fyö-tyM и имэщях точку перелома, созпа-дакщую с аналогичной точкой кривой усталости на воздухе {Нькр^ь);

- разработан ускоренный метод построения кривой коррозионной усталости, оснсзааный на разенство углов о( между левыми и пра-зыми зотзлми кризах усталости на воздухе и в коррозионной среда;

- злияннэ различных факторов на сопротивление коррозионной усталости оценивается функциями относительной прочности Ккср& = ¿ЩЩ)) и долговечности К^рн - $2 \6, Р(Ы)) , полученными расчетом.

Практическая данность разработанной: модели кривой коррозионной усталости и методика заключается з возможности расчетной оценки злилтш различных фактороз на характеристики сопротивления усталости деталей з средах о учетом заданного урознк доверительно;?- ¿зроятностц. Предложенный метод построения кризов коррозионной усталости позволяет определить характеристики сопротивления коррозионной усталости деталей испытаниями ч области ограниченной выносливости, сократив цри этом сроки испытаний з 15-20 раз, а объем - в дза раза. Проведенный анализ по оцзнке влияния полимерного композиционного клея марки ШПК II-II позволяет рекомендовать его как способ повышения сопротивления усталости деталей, работающих з срадах.

Реализация результатов р'а боты. Результаты работы приняты к внедрению з НПО "Камень и силикаты" (г.Ереван) с экономическим эффектом сзыше 4G тыс. руб.

Апробация работы. Основные результаты работы-докладывались и получили одобрение: на 2-ой. и 3-ей республиканских конференциях аспирантов АрмССР {г.Ереван, 198?,89г.г.); республиканской научно-технической конференции "Эксплуатационная и конструктивная прочность судовых конструкций (г,Горький,1988г.); международной научно-технической конференции "Молодые ученые з решении комплексной программы научно-технического прогресса стран - членов СЭВ" (г.Кива, I9Q9r.); всесоюзной научно-технической конференции "Организация ремонтного обслуживания технологкчаско-го оборудования в машиностроении з условиях действия закона СССР о государственном предприятии (объединении) "Ремонт-89" (г.Воро-шлозград, 1989г.); Ш всесоюзном симпозиума "Прочность материалов и элементов конструкций при сложном напряженном состоянии" (г.Злтомир, 1989г.); IX всесоюзной: конференции "Планирование и автоматизация эксперимента з научных исследованиях'' (г.Москза, 1989г.); 1П всесоюзной межотраслевой научно-технической конфэрен-

цпг "Адгезионные соединения з машиностроении'' (г.Рига, 1989г.); научно-технических конференциях профессорско-праподазататьского соотаза Ереванского политехнического института за 1986-19901^. Получены 9 авторских свидетельств по тз.мо.

Публикации. Но теме диссертации опублпко'зано 23 научных работ.

Объем. Диссертация состоит из ззедэкия, четырех глаз, ■ заключения и приложения, содерэт.т 156 страниц малинописного ' текста, включая 43 рисунка, 8 таблиц, "список литературы из. 164' наишнозаний.

ссношов содержание работы

Во введении показана актуальность то-ли, изложены основные научные положения, зыносимыэ на защиту.

В первой глазе приедены данные о механизма • коррозионной усталости и модели, описывающие эти процессы. Показано влияние различных факторов на характеристики сопротивления коррозионной усталости. Призэдевд существующие метода количественных оценок влияния различных факторов к ускоренного построения кривой коррозиен: усталости на оспозе испытаний на воздухе. Дан анализ существующих методов и сформулированы задачи исследования:

1. Провести статистическую оценку параметров долговечности' при испытаниях на коррозионную усталость при СКС

2. Осуществить поиск математической модели кривой коррозиок-". ноа усталости для диапазона долгозечиостзй: N аЮ4-109.с учетом физики процесса корроэионно-усталостного разрушения. ■ - -

3. Исследовать взаимное расположение кризах усталости на воздуха и з коррозионной среде с целью разработки методики ускоренного построения кривой коррозионной усталости.

4. Дать зароятноотиуа оценку влияния различиях факторов на зопротивлогак. коррозионной усталости при ОНО. .

5. Разраббтать датод поэынвюи сопротивления коррозионной усталости применением полимерного композиционного клея.

3. Прозести экспериментальную прозер^. предложенных расчеишх »отношений и разработать рекомендации, по повышению сопротаате-1 тая коррозионной усталости при СВС. - "•■■•.'

Во . э 7 о.р ой "гл аз э приз9Д9ны описание исшта-:ельных установок й объектов испытаний, выбор рабочих оред и

режимов нагружэшш, а такке планирозаняэ эксперимента.

Испытания на усталость проводилась при соимостном действии циклического изгиба и статического кручения [±6,1) вращающихся образцов на машине, работающей по принципу замкнутого силового • контура и оснащенной коррозионной камерой. Отношение касательных ' и нормальных напряжений бралось носиышным резким ^/<5 =0,3-0,6, которое соответствует регулярному режиму паг-р;/39нкя залоа камнерезных малшн, работающих з коррозионных средах. Приведены различные конструкции нозьи малшн и устройств (зааиьш, нагрузочные устройства) для испытаний на усталость цр:з СЙС. В качества материала для исследования зыбраяа сталь 45, к в качестве ср^да -пресная зода и 3%-irS. раствор NaCl. Ееткзрозание количества образцов для построзшш кривой коррозионной усталости t выявления закона распределения "gN цр^яззедшюсь согласно методике М.Н. Степнова. Создана комплексная программа для корреляционного я регрэссиокього анализа результатов испытаний. В качество технологического способа позшония сопртазлашш коррозионной усталости использован штод наесэнля на поверхность образцовкклэя марки 1ЖК II-II. Результаты испытаний приведены а табл. 1,2.

В третьей главе описаны, результаты теоретико-экспоримэкталъного исследования, на основе которого прозэдэна статистическая оценка параметров долговечности и дана математическая модель 1физой коррозионной усталости при CHG.

Для -определения закона распределения долговечноств? fyN рассмотрены результаты испытаний гладких образцов из стали 45 з пресной зодэ при^=0,6. Испытано 20 образцов на 8 уровнях напряжений.!) диапазоне Н =_05-108 (б= 300 , 270 , 230 , 200, 160, 140, 120 и 100 «Па).' Результаты испытаний подвергнуты комплексной . прозерке нормальности распределения по известным 1фитерияг4 согласия Пирсона X2 , Шалиро-Уилка Иг1 и Колмогорова-Смирнова Я :

: fi(Z7>V)* mor'Jex/? {-{ xz)dx'; (D

(2)

0.85//л)*%*. (3)

-Расчетам оценки дополнены графической проверкой (рио.1). Статистические вычисления показызаклу что по асем критериям сог^-ласия на урозда надежности вывода =0,05 для всех значений 6 шдтаог-ВДена "нулевая гипотеза" соответствия вариационных рядов

Таблица I

Условия испытаний. * С /77 $т т 6я. МПа

и N И 0 0,3 0,6 44,5707 32,6080 39,2371 15,6739 10,7784 13,5376 Г, 2455 0,4749 1,6772 0,2097 0,0915 0,2199 0,9476 0,9886 0,9137 280 272 260

Ч || м. 0 6 18,9130 5,6735 0,6124 0,1338 0,9138 160

т о покр. 19,2415 5,7325 0,7394 0,1655 0,9424 170

гч § гч гМ. 0.6 22,1191 7,3810 1,0320 0,1668 и,9461 135

покр. 24,3215 8,2475 0,9608 0Д330 0,9615 .155.

Таблица 2

Условия испытаний % Зоны С т Эт 5*7 ао. ||

0 мт 22,0728 6,6807 0,8637 0,1757 0,8942 215

ев Ч О 40,6188 14,6096 2,1862 0,2101 0,9005

® И 0,3 —//— 19-4782 48,1177 5,6096 1Я.0629 0,5105 2,8220 0,1508 0,1535 0,9502 0,9242 200

и « св Я 0,6 —//— 13,9773 19,4586 3,4084 5,9243 0,1515 0,2175 0,1411 0,1490 0,9301 0,9506 155

8 0,6 —//— 12,4947 23,3901 3,0175 8,2224 0,2272 0,6513 0,1012 0,1159 0,9601 0,9729 125

а а> Р< и о§* в —//— 14,6294 24,0848 3,9035 8,2765 0,5836 1,1451 0,1681 0,1589 0,8959 0,9312 140

а 5! —а— 11,1916 2,6350 0,3087 0,1483 0,9434 .■05

о 0,6 19,5695 6,9003 0,9854 0,1613 0,9272

1 Ф ч —//— 14,0548 25,1388 3,7844 9,3541 0,2373 1,0438 0,0994 0,1325 0,9791 0,9536 95.

3, 0,6 13,3833 3,1897 0,2667 0,1264 0,9636 ~15

гладк.обр 19,0825 6,8636 0,5544 0,1062 0,9661

ф/У нормальному закону распределения.

Графический анализ расположения доверительных .областей № указывает на практическое постоянство выборочных дисперсий на разных уровнях напряжений, которое подтверждается также незначительным колебанием вариационных коэффициентов ^цы • Для количественной оценки влияния надра. ,ний на показатели рассеянии

Эмпиричэсхиэ функции распределения И Ил 90&-КЗ - - доверительные интервалы

2 ч * » ¡Q* г isa ¡Q? г V 10*ff

L ЗООМПа, J - 270Ж1а,- 3 - 230МПа, 4 - .200:Л1а, 5 - ШШа, 6 - 140Ша, 7 - 120МПа, 8 - НЮШа. ,

Рис.1. - ■

Сравнительная оценка точности математических моделей (Р(Н) =0,1 , 0,5 и 0,999)

i ¿ à ,Qi ifo г i ¡a' i ** ft

Кривые усталости: I - по оуггаогяущей методика,'. Л ,jk>4 1фадюхбнной методикв, 3 - на аоздуха.

Рис.2« '

проверена "нулезал гкпотеза" об однородности дисперсий по критерия?,1 Хартлея и Кочрена.

Произведенные вычисления м характер "естественного" рассеяния при высоком и низком уровнях- напряжений, а такта анализ результатов испытаний позяоляззт выбирать математическуд модель кривой коррозионной уоталосги в видя двух семейств кзантишых прямых, описываемых пара: этричесмм уравнением

#//= 2р&п)-£/»)[£дб-т?дб, . (4) где ($/п £дб■/• Ьнх) ; /7?=/77+ 2/>$т ; 2р ~ квантиль иор:ла-

розшшой функции Лапласа. Эти самейстза _жэвд разный наклон и точку перелома меаду зонами долгозачностей N < Иакор и ¡\1>Мс,крр • 'совпадающую о аналогичной топкой кривой усталости, полученной, при испытаниях на воздуха (исходная кривая,А/б =1-3-10^ - рис.2).

Приемлемость предложенной модели подтверждается яззостныш теорипш коррозиопно-усталоотного разрушиия сталей, лргимуцэст-вэнно протекающего на разных уровнях напряжений 6 - адсорбцион-но-электрохшической и электрохимической. Превалирующее влияние какого из указанных факторов вызывает разный градиент развития микротрещкн, что а конечном итоге проявляется в изменений наклона областей рассеяния 1дЦ з зонах М^Ыо и • Влияние Т при высоких 6 проявляется з упруго-пластическом доформироганот тонких поверхностных слоев, что,нэменяя обнята закономерность протекания процессов коррозионного разрушения, приводит к йзакшениы лкль наклона и размеров областей рассеяния СдА/ .

Существует несколько моделей кривой коррозионной усталости;: ломанная или двойная ломанная прямые в коордичат&х 6-?дН (Кар--, пенко Г.В. и др.): прямая з координатах £дб-£дЫ (Олейн:« Н.В., Вольчаз А.З.), описываемая уравнениям (4) я др. Сравнительная оценка результатов испытаний (рио.2) посредством коэффициентов ошибок по прочности -л долгоэачнеоти

6а = 6^/бт , 4 ■= #2/Л'г . ' 5/'

показала, что описэяие гфиаой коррозионной усталости одним семейством призодит. к определенным тщишостпг (=1,05-1.20 к Ьы 1,25-3,5 , причем высокие значения 6$ и Ьн соответствии Р(Ы)~ 0,939) и является упрощенной' методикой, в снязи о чем ога тах^т: быть использована,з определенном- (Д^А1е-яМ.Ч>.Уа-) "интервале дал-гозечностей, либс'в приближенных расчетах; Обработка даинж других авторов также подтверзгдаат это голом газ 1,05-1,35 1

4=1,8-4,5

Ч.е ja в р т а я глаза поозящена методу ускоренного построения кривой коррозионной усталоота на оснозе испытаний на воздухе и расчетной оценке влияния факторов на сопротивление коррозионной усталости. Были проведены испытания образцов различнее конструкций в пресной воде и 3%-ог растзоре Natt, с покрытием из клея марки ЖК II-II и баз него. Рассмотрено такяе влияние касательных напряжений на сопротивление коррозионной усталости.

Основываясь на новую модель, предлагается метод построения кривой коррозионной у с" мости и расчетное определение значений С и /77 для правой В9ТЗИ {/V^Z/ü) по уразненшш левых зетзей LN<Nü ) кривых усталости з среде и на зоздухе. В основу метода положено равенство углов мэзду левыми п правыми зетзяда 1физых усталости на воздухе к в кероозиожой среда. Исходя из втого, расчетным путем: определяется токазат£..н наклона /77 в параметр

С уравнения правой ветви "ркзой коррозионной усталости (рис.З) для различных P(N) / :

<з1-ыг-о!,~С1гсс1дтк-агсс^т= azccUmKp, miP=clgoi, (6) где- значения Л) и /Т)к соогзотстзуют испытаниям на усталость соответственно на воздухе и з средах. Испг ~:ания на коррозионную усталость проводят до N =5'1пб циклов (индекс "/7" означает расчетный) и определяют

С=* (ri-p/m«) Сн. (?)

Предложенный метод позволяет снизить длительность испытаний (15-20 раз)уменьшить число испытуемых образцов (два риза) и устранять трудности технического порядка при реализации длительных коррозионных испытаний.

К ускоренному методу построения кривой коррозионной усталоота

Рио.з

Влияние различных факторов (срэда, концентрация нгтряяениЯ,. масштабный эффект и т.д.) на характеристики сопротивления коррозионной усталости обычно оценивается коэффициентами

Ккор6 = бяыкор/, (8) -

табличные значения и графики которых представлены в справочной литературе. Учитывая, что кривые коррозионной усталости'не имеют горизонтального участка, применение в расчетах фиксированного Инерй приводит к определенным погрешностям, т.к. „лачешш Кнорч зо всем интервале долговечноотей являются переменными величинами, збладавдими также свойством рассеяния из-за разностей дисперсий уэлгозэчностэй. Для ответственных детатюй, к которым прэдьязляют-" зя требования снижения материалоемкости или ставятся ограничения-;рока службы, в процессе их проектирования основными является' засчеты не. долговэчноогь с учетом характера рассеяния N . Учитывая это, оценку влияния факторов можно производить также коэф-' жциектом относительной долговечности

И норн = Мы/Ы. (9)-

В связи с разным наклоном и степенью рассеяния сопос- • 'авимых семейств квалтшшннк кривых усталости коэффициенты Нк^ра ! К норы явлтотся функциями

КктЧМРШ, Икорн'ШЛН)}. • "(10)

'ля оценки относительной прочности и долговечности деталей сог-:асно (8) и (9) возможны следующие расчетные схемы/'

Расчетная схема И I Сравниваются испытания на усталость, проведенные на'воздухе в сроде ("воздух-среда", рис.4). Дли указанных зон N я б 1-Ш) получены следующие зависимости для санкций (10): I. , 6>бр-

Ьк^РЬгЦтН'М- ММ

РдК№'(С<~СУ{т,-т)ед6*АСгйт,?9б; (12)

л. N , 6пымор(6^6в -

{Сг/т- С/гп* ■ <13>

1дКкор»* (С,-С+ т^бр)-т,-т1 ; (Ш ш. - ,

Расчетная схема № I

Рис.4.

Расчетная схема Jí 2

Рис.5.

Расчетная схема .7 Л Сравниваются испытания на ж>ррог»'/огч>а усталость - исходное и при действии изучаемого фактора ("среда-среда", рис. 5). Изгнание относительной прочности и долговечности аналогично (8),(9) оценивается коэффициентами влияния факторов

Аналогично получены: для I п П зон N - '

, для I и Ш зон б -

{Cap-Ct,z)-(fnf,2<p-m,,t)ig6 ~&Ct,ii>-&maptg6\ <I8) для II зоны 6 -

{Cza-C,)- [mzp-m<) fyt - mivfyö. (n»

Сравнительная простота расчетного алгоритма и применение з нем общеизвестных статистических параметров облегчают использование предложенного метода з современных инженерных расчетах о учетом заданного уровня ß(N)я позволяет применение ЭВ'4. Показано, что среда оказывает двоякое влияние на сопротивление усталости

I, схема Ж). При высоких уровнях напряжений, соответствующих N = 1-5-10^, среда воздействует з основном как охлаждавший фактор и приводит к увеличении характеристик сопротивления коррозионной усталости по сравнению с испытаниями на зоздухэ {Кксрб> I). Аналогичные процессы наблюдаются и. при наличии кон. центратороз напряжений, однако присутствие концентраторов приводит к локализации очага разрушения и ускоренному развитию уста. лостных трещин, з сзязи с чем происходит снижение значений Кнарц . Для образцов с концентраторами напряжений, покрытыми клеем марта ПИК II-II, происходит дополнительное снижение Кквра , что обьяс-. няэтся уменьшением эффекта тегоюраесзяния- из-за низкой теплопроводности покрытия.

v При низких-уровнях напряжений,' соответствующих N =Ю6-108, среда воздействует как позрзздаюций фактор и приводит к снижении характеристик сопротивления усталости деталей. Увеличение отиоаи-" ния % для гладких залов приводит к снижению Ккврц до значений -Ккорб =0,4-0,68 и 0,2-0,48 для % =0,3 и 0,6 гтрп/7^ =0,1-0,299.

При наличии концентрации напряжений з зоне N =10 -10 интенсивность роста трещин снижается, что обусловлено эффектом

"растворения" дна концентратора и снижения начального коэффициента концентрации напряжений. Процесс "растворения" менее заметный для острого концентратора (выточка) 0,23-0,48 (для галтели Кндрй =0,38-0,6). Для образцов с концентраторами напряжений,покрытых клеем ПИК II-II, происходит позышение характеристик сопротивления коррозионной усталости, что связано с антикоррозионным воздействием указанного клея. При 3;?-ом растзореЛ&Л: НКСр6 =0,2-0,42.

Идентичная картина наблюдается и для графиков функций К кем : Кмры =0,I8-Q,4 а 0,19-0,54 (гладкие образцы при =0,3 и 0,6). 0,24-0,4 и 0,16-0,3 (выточка и галтель при #6=0,6), 0,3-0,35 и 0,23-0,45 (то же, с покрытием), 0,15-0,6 (гладкие образцы з 3^-ом раствора Natt , =0,6).

Несмотря на различный, механизм повреждающего эффекта указанных факторов, наблюдается общая закономерность - при прмерно одинаковом начальном урозне значений К юра и Ихор// действие того или иного фактора вызывает изменение интенсивности протекания процессов коррозионно-усталостного разрушения, которое проявляется з вариации угла наклона функций К хер б и их зверообразном расположения. Графический анализ подтверждает также равенство углов наклона «кущ з зонах I-П, которое позволяет описать их единым уравнением вида

бдКксрь - S-M?gM, (20)

подтверждая корректность и универсальность применения нового ускоренного метода построения кривой коррозионной усталости.

Для оценки влияния концентрации напряжений и покрытия на коррозионную усталость рассмотрены результата сравнительных испытаний на усталость "бразцоз (схема ,'£¡2). Коэффициенты Ккориф о -гзеличзниэм долговечно ста N имеют возрастающий характер, что связано с эффектом "р стзорения" концентратора и замедлением процесса развития трещины з клее, исключающем контакт среды с поверхностью металла. При этом значения КксрйФ меняются в пределах 0,5-0,55 (выточка), 0,64-0,82 (галтель), 1,2-1,35 (выточка с покрытием) и 1-1,2 (галтель с покрытием). Аналогичные изменена проторпезает и коэффициент Кнорыр , значения которого з диапазоне напряжений 60-300 Ша соответственно разны: 0,02-0,15., 0,21-0,58 , 1,2-12 и 0,8-7.

Суммарное влияние концентрации напряжений и покрытия приводит к значениям коэффициентов К*о/>а<р и Ккормф для выточки 0,560,73 п 0,2-0,9 , а для галтели - 0,62-1,1 и 0,3-3,1., т.е. при-

мененио покрытия марки ШЖ II-II длм концентраторов типа галтель позволяет приравнять характеристики сопротивления коррозионн ной -'•сталости к результатам испытаний гладких образцов з диапазоне ,V=5-IQ?-I08.

Конструктивные (концентрация напряжений) и технологические (покрытия) факторы обнаруживаю? другую тенденцию злияния на характер изменения функций Knips? и Ииернр - при разных начальных уровнях интенсивность изменения почти остается неизменной, з связи о чем гра$г-ш К хоре? та. К керн? расположены почти параллельно.

Рассмотрено влияние касательных напряжений на сопротивление коррозионной усталости образцов. Построено семейство поверхностей предельных напряжений (рис.6), которое иллюстрирует качественную сторону влияния V на характеристики сопротивления коррозионной усталости. В интервале N =10^-10®," где по услозиям принятого режима нагрунения действуют значительные Z , вызывающее упруго-пластическое скручивание образца, а коррозионная среда действует как охлаздаздий фактор, значения ограниченных пределоз выносливости бри при % =0,3-0,6 превосходят з 1,1-1,2 раза или остаются на уровне исходных значений (£"/б =0). Наблюдаемая инвариантность значений бян к V при -0-0.3 сохраняется и в интерзале N =106-ю'? и лишь при А/ =Ю7-Ю8 и 2^=0,6, когда упрочняющий эффект от упруго-пластического скручивания из-за

Поверхность гфеделыж.н^жзшй

I 2 i .

/ 1,2,3 - при /Ш=0,1 , 0,5 Я 0,999.

Рис.6.

¥ 0,3 0,6

низких ¿ истрачен, а усиленна общей напряженности от £ становится превалирующим, в созо:ттшооти с длительным воздействием коррозионной среды приводит к резкому падению ограниченных пределов выносливости до 50$ от исходных значений.

Лля количественной оценки влияния Т на характеристики сопротивления коррозионной усталости воспользуемся расчетной схемой И2. Дана графическая интерпретация значений И коры и Икернг % отражающих суммарный эффект воздействия на сопротивления усталости одновременно протекающих процессов.

Проведенное экспериментально-теоретическое исследование и гфэдложеяньй метод расчетной оценки сопротивления коррозионной усталости деталей машин и механизмов при СНС применением коэффициентов относительной прочности и долговечности КксрсТ и Нырн* позволяют з реальном диапазоне долгозечностей вести системный анализ и количественный учет влияния разнородных по характеру действия факторов, группируя их по степени повреждающего или упрочняющего эффекта, которое з конечном итоге проявляется в изменении расположения кзшгалвннх кривых коррозионной уоталооти в системе координат и уточнения значений пределов огра-

ниченной выносливости и долгозечностей баз проведения сравнительно трудоемких испытаний на коррозионную усталость при СНС,

ВЫВОДЫ

1. Проведены массовые испытания на коррозионную усталость и показано, что распределение логарифмов долгозечностей £дМ подчиняется нормальному закону, для чего выполнена проверка "нулевой гипотэзы" на ЭШ по критериям и? , Я и %г о построением эмпирических функций распределения и их доверительных интервалов. Доказан однородность дисперсии tgN по уровням напряжений 6 .

2. Предложена нбзая модель кризой коррозионной усталости в виде ломанных сомейстз квантиль них кривых, ошсыьаемых даука уравнениями в координатах (дб- и имеющих точку перелома, совпадающую с аналогичной точкой кризой усталости на воздухе {//¿кер^Ма). Произведена сравнительная оценка предложной и сушоотвутащих моделей.

3. Разработан ускоренный метод построения 1физой коррозионной усталости, основанный, на равенства углоз Ы мавду левы.;® и правыми ветвями кривых усталости на. воздухе и в коррозионной среде . При этом испытания на коррозионную усталость"проводятся до

5'Ю13 цикпоз, строится левая, ветвь' 1физой и расчетным духом

определяются показ а? з ль наклона Л7 ч т-ра^тр С прозой зотшг. Метод позволяет сократить продолжительность испытаний з 15-23 раз а количество образцов - з дза раза.

4. Предложен метод расчетной оценки злкяния фяктороз на соп-ротизление коррозионной усталости и получены функции коэффициентов относительной прочности К*t>pg -/, \Nf Р(Ю] и долговечности

К керн* /г Г<3, Р(Л/}} . Произведена систематизация зариантоз расчетных схем для определения параметров этих функций в зависимости от вида и характера расположения областей рассеяния £дМ сравнительных испытаний п на этой основа разработан вычислительный алгоритм для расчета и К корн .

5. Экспериментально изучено влияние среды, касательных напряжений и концентрации напряжений на сопротивление коррозионной усталости деталей при переменном СНС (±б,£*). Показано, что графики Ккорб при учете влияния среды имеют "веерообразный" зид и характеризуют интенсивность протекания усталостных процессов, а при учете влияния конструктивных и технологических факторов -параллельное расположение, характеризуя разный урозень протекания усталостных процессов, но постоянную интенсивность их изменений. Влияние 2" язляэгся следствием суммарного эффекта воздействия процэссоз усиления общей напряженности, упрочнения от упруго-пластического скручивания и влияния коррозионной среды. Построена поверхность предельных напряжений <S-2"-/V и дана количественная

оценка 2* посредством коэффициентов z?*«^ и Кхорг/т с учетом Р(Ю.

6. Применение полимерного композиционного клея марки ГИПК II-II з качестве покрытия при испытаниях на коррозионную усталость для образцоз с концентраторами напряжений (галтель, выточка) повышает ограниченные пределы выносливости а интерзале /V-10'-10^_

• циклов на 20-35$, а циклическую долговечность при б =(0,4-0,6)6/?/t - а 6-10 раза.

7. Применение разработанной методики расчета позволило за счет неиспользованного запаса прочности повысить нагруженность приводного вала' и, следовательно, производительность камнерезных машин типа СМР-076 и Урал-ЗЗМ с цепным инструментом, -з которых в качестве охлаждающей жидкости используется пресная зода, и получить годовой экономический эффект з размера 43,3 тыс. руб.

оснояшз гожш1ия диссертации опубликованы в работах:

1. A.c. II60777 СССР, МКИ3 E2IC 47/00. Исполнительный орган камнерезной машины / А.А.Манукян, Г.А.Манукян (СССР).- Й3415659/ 22-03; .Заяз. 30.04.82; Опубл. 08.02.85, Вол. Ш.- 5с.: ил.

2. A.c. I28I974 СССР, МКИ3 G 01 Л'3/04. Устройство для закрепления образцоз с хвостовиками при испытании на прочность / Н.В. Олейник, М.Г.Стакян, Г.А.Манукян, Л.Г.Оганесян (СССР).-Й3880406/ 25-28; Заяз. 01.04.85; Опубл. 07.01.87, Бол. JST.- Зс.: ил.

3. A.c. I3I7329 СССР, ККИ3 60W 17/00. Устройство для испытания на усталость з коррозионных.средах / Н.В.ОлеГник, М.Г.Стакян, А.В.Вольчез, Г.А.Манукян (СССР).- №3848578/25-28; Заяз. 01. 02.85; Опубл. 15.06.87, Бет. $ 22.- Зс.: ил.

4. A.c. I4308I6 CCJP, МКИ3 60I/V 3/34. Машина для испытания на усталость вращающегося образца / М.Г.Стакян, А.С.Мнацаканян, Г.А.Манукян, Л.Г.Оганесян (СССР).- » 4187770/25-28; Заяз. 17 01. 87; Опубл. 15.10.88, Бюл. §38.- Зс.: ил.

5. A.c. 1490556 СССР, МКИ3 GQI/V 3/04. Устройство для зажима образца при испытаниях на прочность / М.Г.Стакян, Л.Г.Оганесян, Г.А.Манукян, А.С.Мнацаканян (СССР).- й 4351127/25-28; Заяз. 28. 12.07; Опубл. 30.06.89, Вал. № 24.- Зс.:'ил. '

6. A.c. 1504568 СССР, МКИ3GOIW3/04. Машина дам испытания на усталость / М.Г.Стакян, Г.А.Манукян, Л.Г.Оганесян, А.С.Мнацаканян, Н.В.Олейкик (СССР)J6 4367389/25-28; Заяз. 25.01.88; Опубл. 30.08.89, Бюл. Л 32.- 2з.: ил.

7. A.c. 1508132 СССР, МКЙ3 G0I//3/32. Образец соединения для испытания на усталость / М.Г.Стакян, К.С.Исахапян, А.С.Мнацаканян, Г.А.Манукян (СССР).- №4349751/25-28; Заяз. 24.11.87; Опубл. 15.09.89, Вал. Ш 34.- Je.: ил.

8. A.c. I5I87II СССР, Ш3 601// 3/04. Устройство дам зажила образцоз в машинах для испытаний на усталость вращающихся образцоз / М.Г.Стакян, Г.А.Манукян, Л.Г.Оганесян (СССР)'.- Ä439S22I / 25-28; Заяз. 24.03.88; Опубя. 30.10.89, Вал. » 40.- 3 о.: ИЛ.

9. A.c. 1559269 СССР, МКИ3 6QI/V 3/34. 'Нагружающее устройство к стендам замкнутого контура для испытания залов на усталость / М.Г.Стакян, Г.А.Манукян, Л.Г.Оганесян, А.С.Мнацаканян (СССР).<-

й 4338023/25-28; Заяв. 07.12.87; Опубл. 23.04.90 , Бол. » 15 4 е.: ил. .

10. Манукян Г.А. Оценка сопротивления коррозионной усталости залоэ при сложно-напряженном состоянии // Ь5ат. докл. 2-ой респ.

конф. асп. Api,ßCP.- Ереван, 191/.- G.'Jc.

11. Манукян Г.А. О форме кривой коррозионной усталости // Тез. докл. 3-ей респ. кокф. асп. АрмССР.- Ёрезаи,1999.-Ч.Ш.-С.4о.

12. Манукян Г.А., Мнацаканян A.C., Оганесян Л.Г. Нозио метода повышения сопротивления усталости деталей, работающих а условиях переменного сложнонапряженного состояния и наличии коррозионных сред // Тез. докл. медцунар. науч.-тех. конф. студ., мол. уч. и спец. "Молодые ученые.з решении комплексной программы научно-технического прогресса стран - членов СЭВ".- Киев,1989,-

С.25-26.

13. .'Дакукян Г.А., Стакян М.Г. О распределении долговечностей при построении кривых коррозионной усталости // Теория и конструирование машин: Межауз. та«.сб. науч. тр. по маш.~ Ереван: Изд-зо.йрШ".- 1989,- C.I08-II4.

14. Манукян Г.А., Стакян М.Г. Оценка сопротивления коррозионной усталости образцов при сложно-напряженном состоянии // Завод, лаб.- 1989.- Т.55, Л2.- С.80-82.

15. Стакян М.Г., Манукян Г.А. Вероятностная оценка сопротивления усталости деталей, работают« з коррозионных средах // Теория и конструирование машин: Межзуз. тем. сб. науч. тр. по мап.-Ереван: Изд-зо ЗрПИ,- 1986.- 0.21-25.

16. Стакян М.Г., Манукян Г.А. О форме кривой коррозионной усталости при слсгюом нагруженш // Изз. АН АрмССР. Сар. ТН.-1989,- Т XLIL. Ji 5.- С.213-218.

17. Стакян М.Г., Манукян Г.А. Сопротивление коррозионной усталости деталей при сложно-напряженном состоянии в пресной воде // Эксплуатационная к конструктивная прочность судозых конструкций: 8-ые Бубнозские чтения / Тез. докл. науч.-тех. конф.. Горький, 1-2 июня, 1988п:- Горький, 1988.- С.92-93.

18. Стакян М.Г., ?Лаяукян Г.А., Мнацаканян A.C. Метод восста-г новления и повышения работоспособности деталей машин применением полимерных клеез с учетом влияния среды // Тез. докл. зсесоюз. науч.-тех. конф, "Организация ремонтного обслуживания технологического оборудования в машиностроении в условиях дейотзия закона СССР "О государственном предприятии (обьвдинек.л1)".- Ворошиловград, 1939.- С.144-145.

19. Стакян М.Г., Манукян Г.А., Мнацаканян A.C. Повышение сопротивления усталости деталей малин в воздуха и з коррозионных средах применением композиционных клзез // Тез. докл. Ш зсесоюз;

.межотр. науч.-тех. конф. "Адгезионные соаданагош а машиностроении".— Рига: Изд-во РПИ.- 1989,- С.202-204. .

20. Стакян М.Г., Оганесян Л.Г., Манукян Г.А. Разработка программных средств для построения оптимальных механических испытаний /,' Тез. докл. IX всесоюз.конф. "Планирование и.автоматизация эксперимента в научных исследованиях"М;,1989.-Ч.2.-

С, 47-48.

21. Расчетная оценка сопротивления усталости валов при совместном изгибе и кручении на воздухе и з коррозионных средах / Ы.Г.Стакян, Я.Г.Оганзсян, Г.А.Манукян и др. // Тез. докл. Ш вое-союз. семи. "Прочность материалов и элементов конструкций при сложно-напряженном состоянии".- Киев: ИЛИ АН УССР, 1989,- 4,2,-С. 51-52.

22. Комплексная проверка нормальности распределения по критериям согласия: Отчет о НИР (промежуточк.) / ЕрПИ им.К.Маркса; Руководитель М.Г.Стакян.- ГМП СССР, M ЕР Ô08800006I; Инз. № М87256,- Ереван, 1987,- 46с. Отз. нсполн.: Л.Г.Оганесян, Г.А.Манукян.

23. Повышенна сопротивления усталости деталей мадам на воздухе и в коррозионных оредах применением конструкционных полимерных клеев / М.Г.О-гакян, С.А.Кроян, Г.А.Манукян и др. // Иза. АН АрмССР. Cap. TH.- 1989.- T.XLII, M 6,- С. 263-268.