Пример расчета долговечности

 

Расчет долговечности (ресурса) выполнен для рамы тележки (челюстного типа) тепловоза М62.

Результирующий блок амплитуд эксплуатационных напряжений для этой рамы представлен в таблице В.1.

 

Т а б л и ц а В.1 – Блок нагружения рамы тележки тепловоза М62 (Vmax = 80 км/ч)

σai, МПа ti
0,0833 0,4132 0,000004 0,0000017
0,1667 0,2509 0,000129 0,0000036 0,000032 0,0000009
0,2500 0,1496 0,000193 0,0000610 0,000029 0,0000091
0,3333 0,0859 0,004098 0,0004569 0,000353 0,0000392
0,4167 0,0469 0,012564 0,0021815 0,000589 0,0001023
0,5000 0,0250 0,031250 0,0078125 0,000780 0,0001953
0,5833 0,0134 0,067524 0,0229740 0,000905 0,0003079
0,6667 0,0073 0,131720 0,0587328 0,000962 0,0004287
0,7500 0,0041 0,237305 0,1334839 0,000973 0,0005473
0,8333 0,0023 0,401797 0,2790035 0,000924 0,0006417
0,9167 0,0013 0,647346 0,5439896 0,000842 0,0007072
1,0000 0,0001 1,000000 1,0000000 0,000100 0,0001000
∑ ─ 1,0000 ─ ─ ─ ─

Расчет выполнен с использованием уравнения (8.24), т. е. для случая, когда кривая усталости аппроксимирована двумя наклонными прямыми линиями. Параметры кривой усталости приведены в таблице В.2.

 

Т а б л и ц а В.2 – Параметры кривой усталости рамы тележки тепловоза М62

Наименование параметра Обозначение Значение
Предел выносливости детали, МПа σ–1∂
Коэффициент вариации предела выносливости 0,12
Коэффициент вариации максимального напряжения 0,1
Показатель степени наклона левой и правой ветвей кривой усталости m1 m2
Ордината точки перелома кривой усталости NG 6∙106

 

Коэффициент вариации максимального напряжения принят = 0,1, вероятность разрушения детали p = 0,0001, количество циклов напряжений за 1 год:

N1год = 2,88 ∙ 106.

Заданной вероятности разрушения p = 0,0001 соответствует значение квантили Uр = – 3,719.

Путем решения уравнения (8.22) вычисляют относительный коэффициент запаса:

= 1,944.

С учетом формулы (8.23) вычисляют значение предельного коэффициента нагруженности

и, соответственно, .

Вычисляют значения сумм, стоящих в знаменателе правой части уравнения (8.24)

= 0,0001 + 0,000842 + 0,000924 + 0,000973 + 0,000962 = 0,003801;

+ 0,0000091 + 0,0000009 + 0 = 0,0006547

Определяют значение относительной долговечности по уравнению (8.24):

и срок службы детали, лет: