Page 122 - Zmist-n2-2015

квадратного поперечного перерізу (рис. 6). Випробовували на зразках із заокруг-
леними надрізами (рис. 6a). За конструкційним принципом дії установка нагадує
силову схему машин типу Шенк–Ерлінгер [11, 12]. Вона може працювати за схе-
мою консольного чи чистого згинів. Основні технічні характеристики установки:
максимальне зусилля на важелі – 3,0 kN; тип зразка – балковий; частота наванта-
ження – 0,1…100 Hz; габарити – 680×445×490 mm; вага – 560 N.

Рис. 6. Схематичне зображення зразка для випробувань (а) та загальний вигляд
установки (b): 1 – електродвигун; 2 – ексцентрик; 3 – шатун; 4 – важіль;
5 – рухомий захоп; 6 – нерухомий захоп; 7 – хвилевід сигналів акустичної емісії;
8 – первинний перетворювач акустичної емісії; 9 – вимірювальний модуль;
10 – стійка; 11 – станина; 12 – кожух тензометричного вимірювального мосту.
Fig. 6. Scheme of the test specimen (a) and test machine (b): 1 – electromotor; 2 – eccentric;
3 – coupler; 4 – lever; 5 – movable clamp; 6 – stationary clamp; 7 – acoustic emission signals
waveguide; 8 – primary transducer of acoustic emission; 9 – measurement module;
10 – upright frame; 11 – base; 12 – cover of tensometric measuring bridge.

На основі отриманих експериментальних результатів та розрахункових спів-
відношень (5), (6) за допомогою методу найменших квадратів визначені значення
–3
механічних характеристик досліджуваного матеріалу: a = 5; De th = 2,318×10 .
Статичні механічні характеристики знайдені із побудованої діаграми розтягу ци-
ліндричного зразка матеріалу: s Т = 1050 MPa; e c = 0,6; K c = 21,3 MPa.
Результати розрахунків. Для спрощення розрахунків вважатимемо, що
форма мікрораковини є близькою до сплюснутого півсфероїда радіусом r 0 із де-
яким сталим та достатньо малим радіусом заокруглення вздовж контуру його
вершини r (див. рис. 4), а тріщина зароджується біля такого мікроконцентратора
напружень одним стрибком та набуває форму півдискової. Для застосування
формул (5), (6) до оцінювання періоду зародження втомної тріщини півдискової
( )r
форми необхідно спочатку визначити КІН K . Для цього скористаємося ре-
I max
зультатами розв’язку задачі про КІН для півдискової поверхневої тріщини у пів-
просторі (площина тріщини перпендикулярна до поверхні півпростору) в умовах
герцівського контакту кочення [13] та заповненої рідиною, що створює сталий
тиск на її береги (рис. 7a).
Показано [13] розв’язок такої задачі

K I max = s max p r F× I ×,
0
де F I – деяка безрозмірна поправкова функція. Отримані табличні дані [13] функ-
ції F I апроксимували із високою точністю параболічною залежністю у діапазоні
r 0 /b = 0,1...1,0 (рис. 7b)
2
F r b ) 0,298 r b= - ) 0,757 r b+ )0,014+ .
I ( 0 ( 0 ( 0
Таким чином, на основі залежності (6) розраховано період зародження втом-
ної мікротріщини біля вершини півсферичної сплюснутої мікрораковини за таких
вихідних даних: радіус ролика R 1 = 0,017 m; радіус зовнішнього кільця підшип-
ника R 2 = 0,142 m; кількість роликів у підшипнику n = 18; тиск колісної пари ло-

126