Разработка устройства регистрации и контроля параметров при циклических испытаниях сборных конструкций
Ключевые слова:
надежность, усталостная прочность, сборная конструкция, циклические испытания, микроконтроллер, регистрация параметровАннотация
Движение подвижного состава основывается на его безопасности и надежности, что напрямую связано с усталостной прочностью механической части, представляющей собой сборную конструкцию деталей, которые работают в условиях воздействия друг на друга. В данных обстоятельствах анализ усталостной прочности детали при натурных испытаниях в эксплуатации не дает полной оценки ее работоспособности, он также связан с существенными стоимостными и временными затратами. Для компенсации этих проблем в настоящей работе предлагается выполнять натурные испытания образцов деталей в лабораторных условиях. Такие испытания проводятся на специализированных стендах, позволяющих создать необходимое напряженно-деформированное состояние. Однако для осуществления полноценных лабораторных испытаний возникает необходимость в разработке не только механической части специализированных стендов, но и систем управления ими, а также системы контроля и регистрации получаемых данных (параметров). В статье предложена система контроля и регистрации параметров, получаемых при работе стенда для циклических испытаний деталей для сборных конструкций. Ее преимуществом является универсальность как важнейшее требование к таким системам, что обеспечивает возможность применения в различных конструкциях стендов анализа усталостной прочности. Особенность предлагаемой системы заключается в том, что контроль и регистрация параметров от циклической нагрузки реализованы с использованием микроконтроллера, который получает информацию с датчиков, определяющих величину текущего нагружения сборной конструкции с дальнейшей записью на носитель цифровой информации числа циклов и максимальной силы нагружения за каждый цикл. Также предусмотрена возможность продолжения усталостного испытания при нештатном отключении стенда или требуемого его останова, связанного со снижением силы воздействия на образец.
Библиографические ссылки
ГОСТ 33211–2014 Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам. Введ. 2016–07–01 М. : Стандартинформ, 2020. 56 с.
ГОСТ 33200–2014 Оси колесных пар железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия. Введ. 2015–11–01. М. : Стандартинформ, 2015. 46 с.
ГОСТ 10791–2011 Колеса цельнокатаные. Технические условия. Введ. 2012–01–01. М. : Стандартинформ. 2011. 49 с.
ГОСТ 25.502–79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний метал-лов. Методы испытаний на усталость. Введ. 1981–01–01. М. : Стандартинформ, 2005. 25 с.
ГОСТ 25.507–85. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. Общие требования. Введ. 1986–07–01. М. : Стандартинформ, 2005. 19 с.
ГОСТ 25.101–83. Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов. Введ. 1984–07–01. М. : Стандартинформ, 2005. 34 с.
ГОСТ 25.506–85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. Введ. 1986–01–01. М. : Стандартинформ, 2005. 106 с.
ГОСТ 1497–84(ИСО 6892–84). Металлы. Методы испытаний на растяжение. Введ. 1986–01–01. М. : Стандартин-форм, 2008. 24 с.
Когаев В.П. Расчет на прочность при напряжениях, переменных во времени. М. : Машиностроение, 1993. 354 с.
Терентьев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов. М. : Интермет инжиниринг, 2002. 288 с.
Голуб В.П. К решению задач усталости при двухосном комбинированном нагружении на основе классических критериев разрушения // Вестник двигателестроения. 2014. № 2. С. 139–146.
Вансович К.А., Ядров В.И. Двухосные испытания металлических образцов на испытательных машинах с одной осью нагружения // Омский научный вестник. 2020. № 5 (173). С. 10–16.
Аистов И.П., Вансович К.А., Крючков А.Н. Исследование скорости роста усталостных трещин в алюминиевом сплаве ак6 в зависимости от характеристик напряженного состояния в области их распространения // Вестн. Самар. гос. аэрокосм. ун-та. 2013. № 2 (40). С. 68–76.
Зеньков Е.В., Цвик Л.Б., Пыхалов А.А. Дискретное моделирование напряженно-деформированного состояния плоскоцилиндрических образцов с концентраторами напряжений в виде канавок // Вестник ИрГТУ. 2011. №7. С. 64–69.
Ужик Г.В. Методы испытаний металлов и деталей машин на выносливость. М. : Изд. Академии наук СССР. 1948. 263 с.
Пат. 2717571 Рос. Федерация. Устройство для испытания пластинчатого образца на усталостную прочность / Г.И. Федюкович, Л.Б. Цвик, В.Н. Железняк и др. № 2019123504 ; заявл. 19.07.2019 ; опубл. 24.03.2020, Бюл. №9. 9 с.
Пат. 2360227 Рос. Федерация. Образец для оценки прочности материала при сложном напряженном состоянии / Л.Б. Цвик, А.П. Черепанов, А.А. Пыхалов и др. № 2007127572/28 ; заявл. 18.07.2007 ; опубл. 27.06.2009, Бюл. №18. 12 с.
Богомолов В.Н. Устройства с датчиками Холла и датчиками магнитосопротивления. М. : Госэнергоиздат, 1961. 168 с.
