К оценке сопротивления усталости литых деталей тележек грузовых вагонов

摘要

Качество боковых рам и надрессорных балок оценивают по величине коэффициента запаса сопротивления усталости. При его расчетах используют пределы выносливости деталей, экспериментально определенные в процессе усталостных испытаний. Повышение вагонной осевой нагрузки, разработка перспективных тележек грузовых вагонов, а также увеличение количества изломов деталей в эксплуатации требуют пересмотра некоторых положений действующей методики проведения усталостных испытаний. Испытания деталей новых конструкций повышенной прочности необходимо проводить на более высоких максимальных нагрузках цикла нагружения. Однако соотношения максимальных и минимальных нагрузок зависят от постоянной средней нагрузки, что не позволяет использовать необходимый диапазон испытательных нагрузок. В то же время при повышенных нагрузках возможно возникновение пластических деформаций и остаточных напряжений сжатия, приводящих к завышению результатов испытаний. Также возможно неразрушение деталей. Рекомендовано, во-первых, проводить испытания при фиксированном коэффициенте асимметрии цикла нагружения, во-вторых, при невозможности изломать детали нового поколения оценивать результаты испытаний в соответствии с нормированным количеством циклов нагружения на каждой испытательной нагрузке. Установлено, что в эксплуатации изломы в летний и зимний периоды практически идентичны. Для них характерны небольшие площади зоны замедленного развития усталостной трещины, что свидетельствует о наличии высоких действующих напряжений. Усталостные испытания надрессорных балок при температурах +20 и -60°C показали, что отрицательная температура несколько повышает сопротивление усталости деталей, отдаляя моменты зарождения усталостных трещин, но значительно снижает критическую площадь трещин, т.е. живучесть деталей. Показано, что полученные закономерности на стендах и в эксплуатации позволяют объяснить причины большого количества изломов боковых рам в холодное время года: образование трещин критического размера с крайне быстрым ростом и последующим изломом между плановыми осмотрами.