[Tyhig]

Добрый день.

Стало интересно. Вопрос общий, любознательский.
Как в машиностроении определяют степень усталости стальных конструкций ?
Вот проездила какая-нибудь сложная машина допустим 20 лет, в одном месте рамы трещина не мешающая эксплуатации при пониженных нагрузках.
Обследование ультразвуком показывает микротрещины в паре мест.
Что дальше ? Где гарантия, что усталость в виде иных дефектов (дислокации в решетке и т.п.) не накапливается в других местах ?
Я правильно понимаю, что усталость это не только микротрещины, но и иные виды дефектов ?

А есть ли мера усталости ?
Те же микротрещины... Вот ездит машина с ними 10 лет и ничего. Что в них плохого до определённой критической массы ?
Есть ли некая мера, степень, критерий, когда ещё можно или уже нельзя ?

А какие ещё есть у усталости дефекты ?
Только трещина разрушения, микротрещины и дислокации ?
Или ещё есть видоизменение кристаллической структуры стали, переход фазовых состояний ?

Какие виды борьбы с усталостью в машиностроении ? Вырезать повреждённые участки рамы и заменять сваркой на новые ? Усиление рам, чтобы подольше поездило, снижение нагрузок/ограничение эксплуатации ?

[Солидворкер]

Offtop:

Сообщение от Tyhig Какие виды борьбы с усталостью в машиностроении ?

Алкоголь, секс, рок-н-ролл
20 лет в машиностроении, пока помогает

[Serge Krasnikov]

Сообщение от Солидворкер Offtop: Алкоголь, секс, рок-н-ролл 20 лет в машиностроении, пока помогает

А мне уже нет.

[RicoSand]

Предел выносливости сигма-1? Я угадал ?

Сообщение от Tyhig Какие виды борьбы с усталостью в машиностроении ?

Разбивать отпуск на 14 в январе +18х1, 18х1 брать по пятницам и конечно алкоголь. Но это в металлургии ..

[ФАХВЕРК]

Сообщение от Tyhig Как в машиностроении определяют степень усталости стальных конструкций ?

А как вы определяете состояние футеровки???!!! - "Как-как" - Когда болты выпали - тогда и меняем (пнул ботинком огрызок болта в пыли....)

Если по нестандартке - то как треснуло тогда и ремонтируют. Единицы люди заняты этой проблемой - остальные на работу ходют....

----- добавлено через ~14 мин. -----
Иногда вот оно работает.... и не надо туда влезать.

[Liukk]

Сообщение от Tyhig Как в машиностроении определяют степень усталости стальных конструкций ?

Всё зависит от назначения конструкции и степени ответственности (изделия для Министерство обороны это одно, кунг автомобиля для села совсем другое)
В одних случаях - сроком службы, независимо от реальной нагрузки. В других - расчётом, в зависимости от вида нагрузки, её величины и числа циклов. Более подробно см. Анурьев т1 "Допускаемые напряжения". Расчёт подшипников и зубчатых колёс - т2. Есть в Download'е.
Ещё подробнее -см. курс Деталей Машин

[ingt]

Есть четырехтомник Панасюк В.В. (ред.) Механика разрушения и прочность материалов.

[Бахил]

Сообщение от Tyhig А есть ли мера усталости ? Те же микротрещины...

Вот. Берёшь электронный микроскоп и меряешь микротрещины: если больше допуска - деталь выбрасываешь.

[An2]

кривая Велера не подойдёт?

[Liukk]

Сообщение от Tyhig А есть ли мера усталости ?

Обычно 1...10 млн циклов, после чего прочность уже не падает. но не для всех деталей. Для подшипников и при увеличении числа циклов св. 10 млн прочность продолжает падать.

Сообщение от Tyhig Вот ездит машина с ними 10 лет и ничего. Что в них плохого до определённой критической массы ? Есть ли некая мера, степень, критерий, когда ещё можно или уже нельзя ?

При превышении лимита циклов, деталь под нагрузкой может разрушиться сразу, причём без видимых внешних повреждений (микротрещин и т.п.) до момента разрушения. Поэтому - только расчёт на длительную прочность, или испытания.

[Tyhig]

Liukk, то есть при малейшем повреждении связанном с усталостью надо выбрасывать всю деталь на переплавку ?

Тема родилась после просмотра ютуба про ремонт рамы грузовика.
Рама была из гнутого швеллера, очень толстого. Порядка 8- 10 мм толщина стенок и полок.
В одной продольной балке, по середине грузовика, между первой и последними осями, в верхней полке, через 40 лет эксплуатации образовалась небольшая продольная трещина.
Трещина продольная в середине верхней (сжатой вроде бы как, но фиг его знает) полки.
Конечно, от превышения нагрузки на каком-то ухабе.
Но предположил, что раз не хватило прочности (несмотря на все запасы), то видимо само образование трещины связано с разупрочнением от микротрещин, а те от усталости.
Хотя ещё могла бы быть и говносталь, но там вроде был супербренд, то есть сталь должна была быть хорошей.

Посоветовал отрезать из рамы кусок с трещиной и заменить на новый.

Но как определить длину этого повреждённого куска ?
Ведь, если я прав, то повреждение - это не трещина, а микротрещины и дислокации от усталости.
Вот как и чем определить зону с усталым металлом ?
Ведь очевидно, что всю раму менять не надо. Устать мог только кусок, который и начал ломаться.
А нет ли такой же зоны на симметричном швеллере с другой стороны грузовика ? Да, там нет видимого дефекта. Но вполне может быть та же усталость.

Собственно интересуют современные методы работы с усталостью позволяющие получить обоснование решения количественно численно.
Причём методы опирающиеся на факт повреждения, а не на расчёты.
Здесь 10% усталостных поверждений, здесь нет, а здесь 90%.
Здесь по кривой Велера сталь бесконечно напрягалась, но всё ок, а здесь ещё 10^5 циклов и капут.

В принципе, пока вижу только возможность расчётным путём определять уточнённые реальные напряжения в конструкции, уточнённо определять их вероятность и число циклов, и каждой зоне конструкции назначать точку или вероятностную область под кривой Велера. В итоге, получим оставшееся число циклов до разрушения и так можно выйти на остаточный срок эксплуатации. Но в связи отсутствие данных о вероятности и числе циклов, этот путь всегда закрыт без дополнительных серьёзных исследований, которые гораздо дороже исследуемой детали.

Подозреваю, что должен быть путь посчитать дислокации и микротрещины приборами. И так определить ту же точку под кривой Веллера. Ищу его, но не уверен, что это возможно.


Попытки помочь именно по теме пока получил только от ряда лиц. Да и то, не совсем то, что надо.
В основном народ в интересных вопросах переходит на секс и алкоголь. Что ж вы.

Так понял, что таких методов сегодня нет. Или их невозможно создать из-за неопределённости исходных данных.

[Serge Krasnikov]

Знаешь Tyhig, если балка потекла, значит она потекла. У меня был такой же опыт, на одном из кранов на концевой балки начали образовываться трещины, ну дык усе по науке сделали, разделали трещину, заварили наложили дублера, ну и от правили в эксплуатацию, через неделю нас опять вызывают, балки пошла трещиной но уже рядом с дублером, сняли дублера, разделали трещину, наложили дублера большего размера... Ну дык так мы упражнялись пока не заменили концевую целиком.
Зыж ну вот как-то так.

[Liukk]

Сообщение от Tyhig при малейшем повреждении связанном с усталостью надо выбрасывать всю деталь на переплавку ?

Всё зависит от требований по надёжности детали.

Сообщение от Tyhig Вот как и чем определить зону с усталым металлом ?

А никак. Повреждения могут быть в кристаллической структуре металла.

Сообщение от Tyhig Так понял, что таких методов сегодня нет. Или их невозможно создать из-за неопределённости исходных данных.

Совершенно верно.
Можно по расчётам определить область с максимальными напряжениями и попытаться отремонтировать/заменить ВСЮ эту область, и то не факт, что не "поплывёт" место соединения.

[Fogel]

На грузовиках в профиль вкладывают другой профиль-дублёр и притягивают заклёпками, это видел. А всякие усталостные трещины выявляют керосином, ультразвуком или ударным сканером (первый раз о такой штуке услышал - куче штырей торчит как из щётки одежной и каждый стучит по детали и через каждый слушают отклик на соседние удары...)
В целом же в машиностроении нагрузки весьма прогнозируемые и сроки могут давать по испытанному аналогу.