Усталость малоуглеродистых и низколегированных сталей для автомобильной промышленности. Сообщение 1. Влияние концентрации напряжений и фреттинга на долговечность натурных автомобильных колес и образцов

Abstract

Приведены и проанализированы результаты эксплуатационных и стендовых испытаний дисковых автомобильных колес. Установлено, что основная причина их отказа в эксплуатации - зарождение и рост усталостных трещин в диске из крепежных и вентиляционных отверстий, а также результат фреттинга в контактирующей паре ступица-диск. Циклическая пластичность, концентрация напряжений и фреттинг исследованы при циклическом нагружении низколегированных и малоуглеродистых сталей, используемых в автомобилестроении. Показана необходимость поиска параметров для оценки работоспособности сталей в условиях фреттинг-усталости.

Наведено та проаналізовано результати експлуатаційних і стендових досліджень дискових автомобільних коліс. Установлено, що основна причина їх відмови в експлуатації - зародження і ріст втомних тріщин у дискові з кріпильних та вентиляційних отворів, а також наслідок фретингу у контактуючій парі маточина-диск. Циклічну пластичність, концентрацію напружень і фретинг досліджено при циклічному навантаженні низьколегованих та маловуглецевих сталей, що використовуються в автомобілебудуванні. Показана необхідність пошуку параметрів для оцінки працездатності сталей в умовах фретинг-втоми.

We present and analyze the results of service and full-scale tests of disk automobile wheels. We determined the main cause of their failure is initiation and propagation of fatigue cracks in the disk from fastening and ventilation holes, as well as fretting process in the hub-disk contacting pair. We studied the cyclic plasticity, stress concentration and fretting zones in low-carbon and low-alloyed steels used in automobile industry under cyclic loading conditions. It is shown that the a special parameter should be found and used as a criterion for the assessment of serviceability of steels under fretting-fatigue conditions.