Применительно к элементам подвижного состава оптимальные режимы упрочнения устанавливали путем сравнительных усталостных испытаний образцов из стали СтЗ, имитирующих повреждающийся узел рамы тележки. Изменения энергии удара пневматического инструмента в пределах 0,6—1,2 кгс-м не оказывали существенного влияния на эффективность поверхностного упрочнения.
Значительно больший эффект достигали при использовании проволоки диаметром 1,8 мм вместо 3 мм.
В сварных конструкциях, испытывающих переменные напряжения, не допускаются соединения с резкими концентраторами напряжений, наподобие рассмотренных в крестовых образцах. Последующие опыты относились к менее острым концентраторам напряжений и реальным сварным соединениям. При этом изучаемые факторы (остаточные напряжения и измененные свойства околошовной зоны) могли действовать как раздельно, так и совместно [9; 13]. Эти опыты
30. Результаты испытаний образцов с отверстием:
образцы с высокими растягивающими остаточными напряжениями в районе отверстия; 2 — образцы без остаточных напряжений
31. Крестовые образцы с резким концентратором напряжений
Выносливость и остаточные напряжения
Кроме перечисленных основных нагрузок при расчетах следует учитывать также системы взаимно уравновешенных вертикальных сил (кососимметричная нагрузка при движении вагона на пути с кососимметричными неровностями), сил распора сыпучего и жидкого груза, силы от элементов тормозной системы и др.
Для необрессоренных элементов, не воспринимающих действие силы тяжести вагона, расчет ведут на действие сил инерции,.исходя из ускорения их масс, вычисляемого по формуле
Если стыковые и нахлесточные соединения, участвующие в передаче основного силового потока, изменяют пределы выносливости под влиянием растягивающих остаточных напряжений в основном только при действии знакопеременных нагрузок, то в местах прикрепления конструктивных элементов (ребер, проушин, диафрагм, фасонок и т. п.) растягивающие остаточные напряжения могут проявить свое влияние и в области однозначных переменных напряжений.
Отличие характера изменения максимальных атах и минимальных напряжений от\п в зависимости от асимметрии цикла для соединений с высокими и низкими остаточными напряжениями наиболее наглядно можно проследить при сопоставлении соответствующих диаграмм предельных напряжений. В такой диаграмме по оси
Поэтому сварное крепление используют лишь в транспортных установках малой мощности, рассчитанных на малый ресурс времени, и во вспомогательных наддувочных агрегатах.
Сварной ротор турбину для наддува дизелей с ободом и лопатками из жаропрочной аустенитной стали и валами из низколегированной перлитной стали показан на 12. По принятой технологической последовательности вначале сваривают диск с лопатками в приспособлении, фиксирующем точное расположение лопаток. После термообработки этого подузла для снятия сварочных напряжений диски собирают с полувалами и сваривают с ними кольцевыми швами с U-образной разделкой. После сварки ротор подвер-
12. Сварной ротор турбокомпрессора с приварными лопатками и полувалами
Более значительным и сложным является влияние остаточных напряжений и изменения свойств металла на наступление разрушения при низкой пластичности металла. Отрицательное влияние остаточных напряжений проявляется при закалке металла в зоне сварки на высокую твердость. Существенное влияние на статическую прочность сварных конструкций оказывают изменения свойств металла, особенно в зоне концентраторов напряжений. При низких температурах решающее влияние имеет деформационное старение металла, возникающее во время пластических деформаций в зоне надрезов (см. 28, г, д—с). При приложении рабочих нагрузок разрушения могут наступить при средних напряжениях, близких к пределу текучести или даже ниже а0)2.
|