Москва
4, Maly Kharitonievsky Lane, Moscow 101990
Форма цикла при двухчастотных режимах нагружения зависит от его параметров, в число которых входят абсолютные значения частот и амплитуд складываемых в процессе такого режима низкочастотных и высокочастотных нагрузок, соотношения их частот и амплитуд, а также сдвиг фаз между этими гармоническими составляющими, причем последний оказывает существенное влияние лишь при малом соотношении частот. Наличие таких двухчастотных режимов или схематизируемых ими эксплуатационных режимов нагружения элементов машин и конструкций может существенным образом снизить их долговечность. На примере результатов экспериментальных исследований изменения долговечности при жестком режиме двухчастотного нагружения образцов циклически стабильной, циклически разупрочняющейся и циклически упрочняющейся сталей показано, что снижение долговечности в этих условиях зависит от соотношения частот и амплитуд действующих низкочастотных малоцикловых и высокочастотных вибрационных напряжений, причем тем в большей степени, чем выше уровень соотношений амплитуд и частот этих складываемых гармонических процессов приложения нагрузки. Показано, что оценка такого снижения долговечности в сравнении с равным по суммарным амплитудам напряжений (деформаций) одночастотным нагружением может быть выполнена с использованием степенного выражения, связывающего эти долговечности через параметр (коэффициент снижения), включающий в себя соотношение частот и амплитуд действующих циклических нагрузок и характеристику материала. Зависимость этого снижения проиллюстрирована семейством расчетно-экспериментальных кривых на соответствующих диаграммах для каждого из исследованных типов материалов. Данные кривые сопоставлены с экспериментально полученными данными.
The cycle configuration at two-frequency loading regimes depends on the number of parameters including the absolute values of the frequencies and amplitudes of the low-frequency and high-frequency loads added during this mode, the ratio of their frequencies and amplitudes, as well as the phase shift between these harmonic components, the latter having a significant effect only with a small ratio of frequencies. Presence of such two-frequency regimes or service loading conditions for parts of machines and structures schematized by them can significantly reduce their endurance. Using the results of experimental studies of changes in the endurance of a two-frequency loading of specimens of cyclically stable, cyclically softened and cyclically hardened steels under rigid conditions we have shown that decrease in the endurance under the aforementioned conditions depends on the ratio of frequencies and amplitudes of operation low-frequency low-cycle and high-frequency vibration stresses, and, moreover, the higher the level of the ratios of amplitudes and frequencies of those stacked harmonic processes of loading the greater the effect. It is shown that estimation of such a decrease in the endurance compared to a single frequency loading equal in the total stress (strains) amplitudes can be carried out using an exponential expression coupling those endurances through a parameter (reduction factor) containing the ratio of frequencies and amplitudes of operation cyclic loads and characteristic of the material. The reduction is illustrated by a set of calculation-experimental curves on the corresponding diagrams for each of the considered types of materials and compared with the experimental data.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.