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: