Ключевое слово: «ударный изгиб»

В статье обосновывается актуальность исследований разрушения материала обода локомотивного колеса, в частности, оценки его хладостойкости методом определения ударной вязкости. Произведен численный КЭ-расчет напряженно-деформированного состояния образца при испытании на ударный изгиб с учётом предварительного пластического упрочнения материала. Результаты расчета свидетельствуют о том., что распределение напряжений и деформаций вдоль надреза образца способствует локализации деформаций и обуславливает более жесткое напряженно-деформированное состояние предварительно поврежденного материала. Таким образом, ударная вязкость образца из материала конструкции с длительным сроком эксплуатации понижается вследствие более жесткого напряженно-деформированного состояния, что способствует наступлению вязко-хрупкого перехода при более высокой температуре. Предложен метод оценки хладостойкости материала путём применения численного КЭ-расчета испытания образца на ударную вязкость с учетом актуализированного движения контактных поверхностей образца и стенда. Поясняются причины типичных ошибок при решении подобных задач.

Определение ударной вязкости при механических испытаниях на ударный изгиб является основным практическим методом оценки склонности стали к хрупкому разрушению (ГОСТ 9454-78). В статье отмечены недостатки данного метода испытаний. На основе конечно-элементного анализа проведено моделирование нагружения образцов на ударный изгиб с разными видами (формами) концентратора напряжений из конструкционной стали марки Ст3. В результате исследований получена картина напряженно-деформированного состояния (НДС) в области концентраторов напряжений и показан краевой эффект плоского напряженного состояния.