КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ
Оценка процесса
развития трещин в оси
колесной пары
Случаи аварий, такие, например, как излом оси колесной па-
ры поезда ICE в июле 2008 г. на мосту Хоенцоллернбрюкке в
Кёльне, всегда служат поводом для дискуссий о частоте про-
ведения контрольных проверок. После указанной аварии на-
чалась интенсивная работа по выработке надежных критериев
для определения интервалов между такими проверками. При
этом большое внимание было уделено обзору фаз всего срока
службы циклически нагружаемых деталей и узлов подвижного
состава, и в частности определению срока службы осей колес-
ных пар.
чины усталостного развития этого
дефекта.
При изменяемом во времени на-
гружении детали или у вращающих-
ся деталей вокруг трещины возни-
кает зависящее от времени поле на-
пряжений сту (л:, #)» которое может
характеризоваться
интенсивно-
стью напряжений
К
(£), также яв-
ляющейся функцией времени, как
показано на рис. 1. Циклическая
интенсивность напряжений Д
К
яв-
ляется самым важным показателем
развития трещин при усталостном
нагружении.
При циклическом напряжении
Да, актуальной длине трещины
а
и
геометрическом коэффициенте У(а)
можно получить циклический ко-
эффициент интенсивности напря-
жения Д/С в виде зависимости
Если начинать исследование ра-
боты абсолютно исправной дета-
ли от момента принятия ее в экс-
плуатацию, то длительность ее ра-
боты до обнаружения дефекто-
скопом первой трещины составит
большую часть общего срока служ-
бы. Эта первая фаза общего срока
службы может сократиться, если
еще на стадии изготовления воз-
никли и не были обнаружены де-
фекты или в процессе эксплуата-
ции появились повреждения вслед-
ствие коррозии или ударов частиц
щебня, инициировавших развитие
трещин.
Сравнительно продолжитель-
ный срок службы до возникновения
первой трещины еще не дает пово-
да для установления увеличенно-
го интервала проверок. Наоборот,
именно более короткая фаза раз-
вития трещин должна быть приня-
та за основу при решении этого во-
проса. В принципе речь идет о том,
какие конкретно трещины (по раз-
меру, ориентации) могут быть на-
дежно обнаружены с помощью не-
разрушающих методов контроля.
Для срока службы деталей при на-
личии растущих трещин большое
значение имеет множество влияю-
щих факторов.
Основные принципы развития
усталостных трещин
При усталостном разрушении
общий срок службы детали разделя-
ется на две части, а именно на вре-
мя до возникновения трещины и
период ее развития. Поскольку для
определения интервала контроль-
ных проверок колесной пары име-
ет значение фаза развития трещи-
ны, здесь важно исследовать при-
АК
= Да
(па) Х
'2У (а).
(1)
Влияние на процесс развития ус-
талостных трещин оказывает также
так называемое отношение
Я
перио-
дически меняющейся нагрузки на
исследуемую деталь:
* “ СТ™Апа>-
(2)
В процессе своего развития тре-
щина удлиняется по мере увели-
чения числа циклов нагрузки, при
t
t
Рис. 1. Зависимости между нагрузкой детали и циклическим коэффициентом
напряжений:
а
деталь с трещиной длиной
а
при изменяющейся во времени нагрузке и полярных
координатах вершины трещины г и <р
, а также кривая напряжений
ау
(х, /) в зоне распо-
ложения трещины;
б
-нагрузка детали
а
(7) с амплитудой ст^, диапазоном колебаний Да
и экстремумами атах и ат|п;
в
коэффициент интенсивности напряжений
К
(7) с цикличе-
ской интенсивностью
АК
и экстремумами
Ктах
и
Кт1п
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, №2
41
предыдущая страница 42 Железные дороги мира 2011 02 читать онлайн следующая страница 44 Железные дороги мира 2011 02 читать онлайн Домой Выключить/включить текст