ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЗРОСТАННЯ ВТОМНИХ ТРІЩИН В ОСЯХ ЗАЛІЗНИЧНИХ ВАГОНІВ

Анотація

Забезпечення опору пошкодженням – найважливіша вимога, яка пред'являється до залізничних осей. У статті детально розглянуто характеристики стійкості до поширення втомної тріщини осей зі сталі ЕА4Т (25CrMo4), які використовуються для швидкісного рухомого складу. Стійкість до розвитку втомних тріщин визначається характером кривої Періса-Ердогана da/dN=CK^m, параметрами якої є коефіцієнт C і показник ступеню m. Ці параметри встановлюють за результатами випробувань на втому зразків або натурних осей з тріщинами. Аналіз численних публікацій показав, що для зазначеної сталі спостерігається значний розкид значень цих параметрів. Такий розкид зумовлений низкою факторів, основними з яких є: різниця в досліджуваних об'єктах (від невеликих зразків типу SE(B) до натурних катаних осей діаметром 190 мм); відмінність способів навантаження (розтяг-стиск, плоский вигин, круговий вигин); розкид механічних властивостей сталі ЕА4Т. Проаналізовано відомі моделі геометрії поверхневих втомних тріщин та обрано найбільш прийнятну напівеліптичну форму їх лінії фронту. Значний розкид значень параметрів m і C не дозволяє достовірно встановити важливу для практичного прогнозування живучості характеристику – залишковий ресурс осей з тріщиною. Розроблено методику оптимізації цих параметрів, яка враховує напівеліптичну форму лінії фронту тріщини. Отримана формула, що зв'язує параметри m і C. Запропоновано метод визначення залишкового ресурсу осей за критерієм неруйнування. Встановлено залежність залишкового ресурсу від величини параметрів рівняння Періса-Ердогана при розвитку втомного руйнування. Обговорюється порядок встановлення термінів контролю осей для запобігання їх втомному руйнуванню.

Ключові слова: параметри рівняння Періса-Ердогана, втомна тріщина, залишковий ресурс осей.