ИЗНОС РЕЛЬСОВ
и
таким
образом
способствовать
увеличению значения
К
при этом
размах колебания Д
К, = К1тах
-
КШп
также становится больше. С учетом
коэффициента пересчета получили,
что значение К, на вершине трещи-
ны, а значит, и амплитуда колеба-
ний Д
К1
при переходе от р = 0,2 к
р = 0,6 увеличатся в 4,5 раза. Лока-
лизованная внутренняя трещина с
вершинами
1
и
2
нагружается в про-
цессе качения только при сдвиге.
Если нагрузка приближается к
ячейке слева, то сначала испытыва-
ет нагружение трещина с вершиной
4, а затем на время, равное 2
а/у
(где
V
—скорость движения), в трещине
с вершиной
3
временно замедляет-
ся рост напряжений. Касательные
напряжения изменяют знак при ка-
чении по поверхностным трещинам
на рабочей кромке.
Были также выполнены расчеты
по определению влияния коэффи-
циента трения р. на коэффициенты
интенсивности напряжений.
Установлено, что распростране-
ние усталостной трещины
(рис. 7,
красные линии) может привести к
выкрашиваниям в виде полосок.
Чтобы оценить распространение
усталостной трещины и рассчитать
срок
службы
рельса,
необходимо
для четырех вершин знать размах
изменения циклических коэффици-
ентов интенсивности напряжений
К]
и
Кп.
Их значения для локальной
проблемы качения (без учета влия-
ния
изгиба,
вызываемого
верти-
кальной нагрузкой, температурны-
ми и остаточными напряжениями),
установленные на основе результа-
тов расчета методом конечных эле-
ментов, приведены в таблице.
Простая
сеточная
модель,
ес-
тественно,
позволяет
только
вы-
явить тенденцию распространения
поверхностных и внутренних тре-
щин сдвига, так как из периодиче-
ской, значительно упрощенной мо-
дели трещин была взята только од-
на ячейка и не учитывалось влияние
соседних внутренних трещин сдвига.
Соотношения длин поверхностных
К
„>0
X
К„<
о
X
Рис.
6
. Изменение направления трещины
в зависимости от знака коэффициента
интенсивности напряжений
Ки
трещин,
расстояние
между
ними,
длина внутренней трещины сдвига
и ее глубина также влияют на коэф-
фициенты интенсивности напряже-
ний и их циклический размах.
Из
таблицы
следует,
что
при
уменьшении
значения
р
с
0,6 до
0,2
размах
колебаний
коэффици-
ентов
КЦЗ)
и К/(4)для трещин с вер-
шинами
3
и
4
сокращается соответ-
ственно в 2 и 4 раза. Это значитель-
но влияет на скорость распростра-
нения трещины.
Точное направление и скорость
распространения поверхностных и
внутренних трещин можно опреде-
лить только путем сложных расче-
тов,
поскольку добавляются
про-
блемы
трехмерности
и
необхо-
димости учитывать тот факт,
что
каждое
колесо
катится
по
друго-
му «следу» над этими трещинами.
Иными словами, пришлось бы об-
ратиться к механике вероятностно-
го разрушения.
Кроме
того,
расчет
коэффици-
ентов интенсивности
напряжений
для сеточной модели не позволяет
сделать прогноз дальнейшего роста
Абсолютные и относительные значения циклических коэффициентов Д
К1
и Д
Ки
Коэффи-
Приведенная (внутренняя) тре-
Поверхностная трещина
циент тре-
ния
щина сдвига с вершинами
1
и
2
С вершиной
3
С вершиной
4
П г 1/1
д*,ш
її)
^11(2)
ДК„(3)
д/сч-о
ДК„(<>
Абсолютные значения
ц =
0,2
0
985
5
730
271
672
271
696
Ц =
0,6
124
791
97
774
890
1090
1039
1098
Относительные значения
Ц =
0,2
0
0.987
0.005
0,664
0,247
0,612
0,247
0,633
Ц =
0,6
0,113
0,72
0,088
0,705
0,81
0,99
0,945
і
Примечание. Цифры 1- 4 в нижних индексах величин
АК1
и А
Ки
соответствуют
номерам вершин трещин.
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 12
61
предыдущая страница 62 Железные дороги мира 2011 12 читать онлайн следующая страница 64 Железные дороги мира 2011 12 читать онлайн Домой Выключить/включить текст