К оценке сопротивления усталости литых деталей тележек грузовых вагонов

Качество боковых рам и надрессорных балок оценивают по величине коэффициента запаса сопротивления усталости. При его расчетах используют пределы выносливости деталей, экспериментально определенные в процессе усталостных испытаний. Повышение вагонной осевой нагрузки, разработка перспективных тележек грузовых вагонов, а также увеличение количества изломов деталей в эксплуатации требуют пересмотра некоторых положений действующей методики проведения усталостных испытаний. Испытания деталей новых конструкций повышенной прочности необходимо проводить на более высоких максимальных нагрузках цикла нагружения. Однако соотношения максимальных и минимальных нагрузок зависят от постоянной средней нагрузки, что не позволяет использовать необходимый диапазон испытательных нагрузок. В то же время при повышенных нагрузках возможно возникновение пластических деформаций и остаточных напряжений сжатия, приводящих к завышению результатов испытаний. Также возможно неразрушение деталей. Рекомендовано, во-первых, проводить испытания при фиксированном коэффициенте асимметрии цикла нагружения, во-вторых, при невозможности изломать детали нового поколения оценивать результаты испытаний в соответствии с нормированным количеством циклов нагружения на каждой испытательной нагрузке. Установлено, что в эксплуатации изломы в летний и зимний периоды практически идентичны. Для них характерны небольшие площади зоны замедленного развития усталостной трещины, что свидетельствует о наличии высоких действующих напряжений. Усталостные испытания надрессорных балок при температурах +20 и -60 °С показали, что отрицательная температура несколько повышает сопротивление усталости деталей, отдаляя моменты зарождения усталостных трещин, но значительно снижает критическую площадь трещин, т. е. живучесть деталей. Показано, что полученные закономерности на стендах и в эксплуатации позволяют объяснить причины большого количества изломов боковых рам в холодное время года: образование трещин критического размера с крайне быстрым ростом и последующим изломом между плановыми осмотрами.

боковые рамы, надрессорные балки, сопротивление усталости, живучесть, температура, методика

1. К оценке запасов усталостной прочности надрессорных балок и боковых рам тележки ЦНИИ-Х3 по результатам полных усталостных испытаний / В. С. Плоткин [и др.] // Тр. ВНИИвагоностроения. Вып. 35. М., 1978. С. 41 - 47.

2. Повышение надежности отливок «Рама боковая» / Ю. Ф. Воронин [и др.] // Техника железных дорог. 2011. № 4. С. 62 - 64.

3. Оганьян Э. С., Красюков Н. Ф., Протопопов А. Л. Обоснование показателей сопротивления усталости несущих литых деталей тележек грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт. 2011. № 10. С. 49 - 53.

4. Северинова Т. П. Расчетно-теоретическое обоснование живучести боковых рам и надрессорных балок с допустимыми дефектами // Вестник ВНИИЖТ. 2002. № 5. С. 40 - 45.

5. Коссов В. С., Волохов Г. М., Протопопов А. Л. Оценка периода живучести боковой рамы тележки грузового вагона с технологическими дефектами металла по критерию исчерпания несущей способности // Тр. VI Междунар. симпозиума по трибофатике (МСТФ 2010). Минск, 25 окт. - 1 нояб. 2010 г. Ч. 2. Минск: БГУ, 2010. С. 123 - 125.

6. Влияние низких температур на несущую способность надрессорных балок тележки грузовых вагонов / В. И. Шахов [и др.] // Вестник ВНИИЖТ. 1983. № 5. С. 41 - 42.

7. Георгиев М. Н., Межова Н. Я., Осташ О. П. Влияние низких температур на циклическую трещиностойкость стали // Циклическая трещиностойкость металлических материалов и элементов конструкций транспортных средств и сооружений: сб. науч. тр. ОАО «ВНИИЖТ». М.: Транспорт, 1984. С. 12 - 25.

8. Георгиев М. Н., Кудин В. Г. Критическая температура хрупкости в связи с условиями эксплуатационных разрушений // Заводская лаборатория. 1982. № 6. С. 69 - 71.

9. Исследование горячей, ударно-точечной и плазменной маркировки локомотивных бандажей / А. В. Кушнарев [и др.] // Вестник ВНИИЖТ. 2007. № 3. С. 11 - 17.

10. Bazanov Y. A. Methodical Ensuring of Certification Tests for Car Wheelsets Elements. Proceedings of V International Scientific Railway Wheelsets conference. 2002. (Материалы 5-й Международной научной конференции по колесным парам. Катовице, Польша). С. 45 - 48.