378 / 460
Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2
Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
378
а)
б)
Рис. 3
. Вид изохром при контакте колесо-пластина с поверхностной трещиной. Контактная площадка
находится на разном расстоянии от вершины трещины: а) без изгиба пластины, б) случай, когда
пластина опирается на две опоры.
При прохождении пятна контакта за трещину, картина повторяется в обратном
порядке. Наиболее вероятным местом для роста трещины является глубина залегания
верхней вершины трещины 0,25а…0,5а при положении центра контакта на расстоянии 0,5а
относительно трещины. Измерения напряженного состояния в области нижней вершины
трещины (глубина H=0,75а, H=1,25а) показали, что глубина H=а наиболее благоприятна для
роста трещины вниз. Испытания (глубина H=а) показали, что кривые К
1
/К
2
=f(L) похожи, но
К
1
составляющая превосходит К
2
для случая испытания на двух опорах (К
1
=60…70 %, когда
L=а К
1
=90…93 % при положении пятна контакта над трещиной) (рис. 4).
а)
б)
Рис. 4
. Изменение коэффициентов интенсивности напряжений К
1
(отрыв) и К
2
(сдвиг) у вершин
трещин, расположенных на глубине h=0,35a, h=0,1a, в зависимости от расстояния до контактной
площадки: (a) – верхняя вершина трещины, h=0,35a, h=0,1a; (a) – нижняя вершина трещины, h=0,75a,
h=1,25a
Наиболее опасным для роста трещины положением можно считать: когда L=а, тогда
К
2
=30…40 % (N=6) и в положении над трещиной, когда К
2
=7…10 % (N=5). При удалении от
трещины картина повторяется. В соответствии с рис. 4,
а
К
1
на глубине 0,1а меньше, чем на
глубине 0,35а.
Для поверхностной трещины с углом наклона к поверхности 45
0
были получены
результаты близкие случаю ВПТ (рис. 3), т.е. к такому случаю, что трещина будет расти вниз
зигзагом, или почти вертикально.