Автоматическая сварка, 2017, №02



2017 №02 (07)

DOI of Article 10.15407/as2017.02.08

2017 №02 (09)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 2, 2017, с. 41-48
 

Влияние виброобработки на сопротивление усталости и демпфирующую способность конструктивных элементов с остаточными напряжениями

В. А. Дегтярев

Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины. 01014, г. Киев-14, ул. Тимирязевская, 2. E-mail: ips@ipp.kiev.ua
 
Реферат
В работе на основе комплексной диаграммы предельных напряжений цикла предложен метод выбора неповреждающих режимов виброобработки элементов металлоконструкций с целью эффективного снижения в них остаточных напряжений без опасности усталостного повреждения на стадии технологической обработки. Данный метод апробирован на примере испытаний конструктивных элементов из стали 20 и концевого пятника из стали 20ГФЛ соединительной балки восьмиосной железнодорожной цистерны. Сравнительные усталостные испытания показали увеличение долговечности обработанных сварных образцов в 2,5 раза и повышение их предела выносливости на 40 %. В процессе виброобработки кольцевого элемента из стали Ст.3 уменьшение остаточных напряжений сопровождается увеличением его демпфирующей способности. С ростом максимальных напряжений цикла повышение декремента колебаний происходит на большую величину, а его стабилизация по времени совпадает со стабилизацией остаточного напряжения. Это позволяет судить об окончании процесса по изменению и последующей стабилизации декремента колебаний. Установленное уменьшение демпфирующей способности исследуемого образца после виброобработки свидетельствует о его деформационном старении, указывающем на пластическое деформирование в ходе обработки. С повышением амплитуды напряжений цикла уменьшается деформация образца при последующем после виброобработки вылеживании до 1500 ч, а снижение исходных остаточных напряжений растяжения до 0,51 предела текучести материала приводит к его геометрической стабильности. Библиогр. 25, табл. 2, рис. 7.
 
Ключевые слова: виброобработка, сварное соединение, остаточные напряжения, предел выносливости, амплитуда напряжений цикла, предел циклической ползучести, декремент колебаний
 
Поступила в редакцию 07.12.2016
Подписано в печать 02.02.2017

---

Читати реферат українською

 

1. Аснис А. Е., Иващенко Г. А. Повышение прочности сварных конструкций. – К: Наукова думка, 1978. – 193 с.
2. Кудрявцев И. В., Наумченков Н. Е. Усталость сварных конструкций. – М.: Машиностроение, 1976. – 271 с.
3. Шпеер Ф. З., Панов В. И. Вибрационная обработка сварных крупногабаритных конструкций с целью уменьшения деформации и склонности к образованию трещин // Сварочное производство. – 1983. – № 5. – С. 13–15.
4. Эффективность методов снижения остаточных сварочных напряжений / А. Я. Недосека и др. // Автоматическая сварка. – 1974. – № 3. – С. 66–69.
5. Dreger D. R. Good vibes reduce stresses in metall parts // Machine Design. – 1978. – V. 50, № 13. –Р. 100–103.
6. Зимницкий Ю. А., Хвалынский В. Н. Экспериментальная проверка влияния низкочастотной виброобработки на эксплуатационную надежность корпусных конструкций // Судостроение. – 2004. – № 1. – С. 50–52.
7. Сутырин Г. В. Снижение остаточных напряжений в сварных соединениях низкочастотной вибрационной обработкой // Сварочное производство. – 1983. – № 2. – C. 22–23.
8. Зубченко О. И., Грузд А. А., Орехов Г. Т. Применение вибрационного нагружения для снятия остаточных напряжений в сварных рамах // Автоматическая сварка. – 1974. – № 9. – С. 64–66.
9. Галяш А. А., Козин М. Ю., Коломеец Н. П. Применение низкочастотной вибрационной обработки для стабилизации размеров сварных и литых изделий машиностроения // Тяжелое машиностроение. –1992. – № 8. – С. 30–32.
10. Пат. США № 3622404. Способ и устройство для снятия напряжений в детали путем вибрации / Л. Томпсон. – Опубл. 23.11.1971.
11. Дрыга А. И. Вибростабилизирующая обработка крупногабаритных корпусных деталей электрических машин и гидрогенераторов // Тяжелое машиностроение. – 1992. – № 8. – С. 23–25.
12. Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов. – К.: Наукова думка, 1971. – 375 с.
13. Ряхин В. А., Мошкарев Г. Н. Долговечность и устойчивость сварных конструкций строительных и дорожных машин. – М: Машиностроение, 1984. – 230 с.
14. Адоян Г. А., Алдошин Ю. С., Герчиков А. М. Вибростарение чугунных деталей металлорежущих станков // Литейное производство. – 1979. – № 11. – С. 24–25.
15. Галяш А. А., Васильченко К. И., Чернецов Г. П. Определение частоты нагружения при низкочастотной виброобработке сварных конструкций // Сварочное производство. – 1992. – № 8. – С. 35–36.
16. Матвеев В. В. Демпфирование колебаний деформируемых тел. – К: Наукова думка, 1985. – 264 с.
17. Гришаков С. В., Ковалев А. И. Использование эффекта Баркгаузена для оценки напряжений и повреждений в ферромагнитных материалах // АН УССР . – Институт проблем прочности. – Препринт. – Киев, 1988. – 48 с.
18. Дегтярев В. А. Установки типа ДСО для испытаний на усталость при повторном ударном нагружении с различной асимметрией цикла // Проблемы прочности. – 1982. – № 10. – С. 110–113.
19. Яковлев А. П. Диссипативные свойства неоднородных материалов и систем. – К: Наукова думка, 1985. – 248 с.
20. Дегтярев В. А. Влияние коэффициента асимметрии цикла напряжений на усталость и циклическую ползучесть низколегированных сталей. Сообщ. 2 // Проблемы прочности. – 1991. – № 2. – С. 27–31.
21. Влияние упрочнения и охрупчивания на рассеяние энергии при деформационном старении корпусных сталей для АЭС / А. А. Астафьев и др. // Там же. – 1977. – № 10. – С. 94–102.
22. Писаренко Г. С., Хильчевский В. В., Гончаров Т. И. Исследование рассеяния энергии в материале при изгибных колебаниях в поле статических нормальных напряжений // Рассеяние энергии при колебаниях упругих систем. – К.: Наукова думка, 1968. – С. 276–281.
23. Писаренко Г. С. Рассеяние энергии при механических колебаниях. – К.: Изд-во АН Украинской ССР , 1962. – 436 с.
24. Снижение виброобработкой остаточных напряжений в сварных элементах / Е. П. Оленин и др. // Сварочное производство. – 1983. – № 5. – С. 11–13.
25. Рагульскис К. М., Стульпинас Б. Б., Толутис К. Б. Вибрационное старение. Сер. Вибрационная техника. – Л.: Машиностроение, 1987. – Вып. 9. – 68 с.