ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Первые исследования усталости металлов из "История науки о сопротивлении материалов " Тот факт, что металлический стержень, подвергнутый действию большого числа циклов повторного напряжения, приобретает способность разрушаться под значительно меньшими нагрузками, чем это требовалось бы в условиях статического загружения, был установлен уже давно инженерами-практиками. В своих лекциях для работников города Меца Понселе говорит об усталости металлов под повторным воздействием растяжения и сжатия ). [c.197] Морэн в своем руководстве по сопротивлению материалов ) останавливается на чрезвычайно интересных отчетах двух инженеров, служивших в почтовом ведомстве на французских шоссейных дорогах. Эти инженеры рекомендовали проиэводить тщательный технический осмотр осей в почтовых каретах после эксплуатационного пробега ими 70 ООО км, мотивируя это тем, что, как показал опыт, в результате, по-видимому, такой работы в них появляются тонкие трещины в местах, где имеются резкие изменения профиля, в особенности в острых входящих углах. Они дают интересное описание картины постепенного образования этих трещин и отмечают хрупкий характер развития. При всем том, однако, они не разделяют (в то время принятой) теории, согласно которой повторные напряжения влекут за собой рекристаллизацию железа. Статические испытания осей, прошедших большую службу в эксплуатации, не обнаружили никаких изменений во внутренней структуре металла. [c.197] Рэнкин показывает, что постепенное ослабление материала происходит здесь без утраты волокнистой структуры. По его словам, излом начинается, по-видимому, с появления гладкой, имеющей правильную форму мельчайшей трещинки, которая затем опоясывает, почти замыкаясь, шейку вала и проникает в глубь ее в среднем на 12—13 мм. Подобные трещины проникают, по-видимому, с поверхности в центральную часть, так что поврежденный конец шейки получается выпуклым, средняя же часть оси по необходимости вогнутой, и тогда диаметр внутреннего цилиндрического ядра неповрежденного материала становится недостаточным, чтобы выдерживать удары, которым подвергается ось. Часть волокон, составляющая внутреннее ядро тела у его оси, становитсй менее упругой, чем в шейке, и возможно, что в углах волокна сдают именно по той причине, что упругое состояние здесь внезапно исчезает. По этим соображениям при изготовлении осей рекомендуется до поступления их на токарные станки очерчивать углы шеек по пологим кривым, так чтобы волокно сохраняло непрерывность по всей своей длине . [c.198] За 1849—1850 гг. этот вопрос обсуждался на нескольких собраниях Лондонского института инженеров-механиков. Джемс МакКоннелл представил доклад ) о железнодорожных осях, в котором он заявляет Наш практический опыт как будто подтверждает, что даже при условии величайшей тщательности в изготовлении эти оси под воздействием вибраций подвержены быстрому повреждению, которое сказывается еще резче благодаря особенностям их формы. Изломы в углах колен по этой причине почти столь достоверны и регулярны, что в отношении некоторых типов машин мы способны даже предсказать число миль, которое они должны пробежать для того, чтобы появились видимые признаки разрушения... Проблема повреждения осей, возникающего по разным перечисленным мною причинам, представляет большую важность для всех железнодорожных компаний то, что при этом происходит какое-то изменение природы железа, является хорошо установленным фактом, и Изучение его заслуживает как нельзя более тщательного внимания... Переход волокнистой структуры в кристаллическую должен быть, как мне думается, поставлен в связь с рядом разнообразных обстоятельств. Несколько собранных мною образцов, взятых из разных мест осей, подвергшихся разрушению, ясно подтверждают мой взгляд . [c.198] Последующее обсуждение доклада сосредоточилось в основном на вопросе о том, изменяется структура железа под действием циклов растяжения и сжатия или не изменяется. Никакого общего заключения по этому вопросу достигнуто не было, и председатель собрания Роберт Стефенсон закрыл заседание следующим замечанием Мне хотелось бы лишь предостеречь членов Института от успокоения, прежде чем не будет достигнута полная ясность в вопросе молекулярного изменения железа, так как вопрос этот представляет чрезвычайную важность, а поломка одной-единствен-ной оси в одном-единственном случае всякий раз вновь поставит этот вопрос, независимо от того, будет ли к инженеру и техническому инспектору предъявлено обвинение в человекоубийстве или не будет. Исследование в этой области требует, следовательно, величайшей осторожности, и в нашем распоряжении нет очевидных доказательств, с помощью которых мы могли бы установить, что ось обладала волокнистой структурой до излома и приобрела кристаллическую после излома. Я хочу поэтому, чтобы вы, члены Института, поскольку вы имеете дело с производством железа, призадумались бы, прежде чем вы придете к решению, что железо есть вещество, способное к кристаллизации или к молекулярному изменению под воздействием вибраций... . [c.199] Вернуться к основной статье