Эффект “упрочнения в надрезе” при единичном надрезе и системе надрезов в зависимости от исходного уровня прочности

Abstract

RU: Цель. На основе аналитического и экспериментальных исследований выявить и обобщить закономерности количественного влияния геометрии надрезов и – особенно системы надрезов и уровня исходной прочности – на величину эффекта упрочнения в надрезе.Методика. Аналитические исследования по систематизации литературных данных о количественном влиянии различных факторов на эффект упрочнения в надрезе в сопоставлении с экспериментальными данными влияния единичных надрезов и системы надрезов различной геометрии на модельных объектах и натурных изделиях с различным исходным уровнем структурного упрочнения при испытаниях на статическое одноосное растяжение.Результаты. Подтверждены и получены новые данные по количественному влиянию единичных надрезов и системы надрезов при различном исходном уровне структурного упрочнения объектов, не имеющих единичных надрезов и системы надрезов, причем установлено, что если для единичных надрезов с ростом структурного упрочнения в исследованных пределах – значение эффекта упрочнения в надрезе также увеличивается, то для системы надрезов влияние уровня структурного упрочнения экстремально: эффект упрочнения внадрезе сначала растет, а затем уменьшается. Предложены объяснения наблюдаемым в экспериментах влияниям различных факторов на эффект упрочнения в надрезе, обобщенных в соответствующем выражении.Научная новизна. Впервые показано и истолковано неоднозначное влияние системы надрезов, по сравнению с единичным надрезом, на эффект упрочнения в надрезе при различных уровнях структурного упрочнения: в случае единичного надреза геометрическое упрочнение в общем фиксируемом эффекте упрочнения в надрезевыступает как сомножитель со структурным упрочнением, а в случае системы надрезов при определенном уровне структурного упрочнения влияние надрезов оказывается разупрочняющим фактором. Впервые также формализовано влияние различных факторов на эффект упрочнения в надрезе в виде уравнения, не противоречащем экспериментальным данным. Практическая значимость. На основе полученных результатов разработаны рекомендации по корректировке типа объектов, подвергаемых сдаточным испытаниям, в частности болтов классов прочности 8.8 и выше. Они же могут быть использованы для оптимизации геометрии системы надрезов металлоизделий, имеющих функциональные надрезы, а также в общем направлении конструирования объектов с положительным использованием эффекта упрочнения в надрезе.

UK: Мета. На основі аналітичного і експериментальних досліджень виявити та узагальнити закономірності кількісного впливу геометрії надрізів і – особливо системи надрізів і рівня вихідної міцності – на величину ефекту зміцнення в надрізі. Методика. Аналітичні дослідження щодо систематизації літературних даних про кількісний вплив різних факторів на ефект зміцнення в надрізі в зіставленні з експериментальними даними впливу одиничних надрізів і системи надрізів різної геометрії на модельних об'єктах і натурних виробах з різним вихідним рівнем структурного зміцнення при випробуваннях на статичну зонах розтягнення. Результати. Підтверджені і отримані нові дані щодо

кількісного впливу одиничних надрізів і системи надрізів при різному вихідному рівні структурного зміцнення об'єктів, що не маютьодиничнихнадрізів і системинадрізів, причомувстановлено, щоякщо для одиничнихнадрізів з зростанням структурного зміцнення в досліджених межах – значення ефекту зміцнення в надрізі також збільшується, то для системи надрізів вплив рівня структурного зміцнення екстремально: ефект зміцнення в надрізі спочатку зростає, а потім зменшується. Запропоновано пояснення спостерігаємим в експериментах впливів різних факторів на ефект зміцнення в надрізі, узагальнених у відповідному рівнянні. Наукова новизна. Вперше показано і витлумачено неоднозначний вплив системи надрізів, в порівнянні з одиничним надрізом, на ефект зміцнення в надрізі при різних рівнях структурного зміцнення: у випадку одиничного надрізу геометричне зміцнення загалом фіксується ефект зміцнення в надрізі виступає як співмножник по структурному зміцненню, а в разі систем надрізів при певному рівні структурного зміцнення вплив надрізів виявляється знеміцнюючим фактором. Вперше формалізовано вплив різних факторів на ефект зміцнення в надрізі у вигляді рівняння, що не суперечить експериментальним даним. Практична значимість. На основі отриманих результатів розроблені рекомендації щодо коригування типу об'єктів, що піддаються здавальним випробуванням, зокрема болтів класів міцності 8.8 і вище. Вони можуть бути використані для оптимізації геометрії системи надрізів металовиробів, що мають функціональні надрізи, а також в загальному напрямку конструювання об'єктів з позитивним використанням ефекту зміцнення в надрізі.

EN: Purpose. On the basis of analytical and experimental studies to identify and summarize quantitative regularities of the influence of geometry of cuts and especially of the system of cuts and the source strength to the magnitude of the hardening effect in the incision. Methodology. Analytical study on the systematization of literature data on the quantitative influence of different factors on the hardening effect in the incision in comparison with experimental data influence of single cuts and a system of notches of different geometry objects in model and full-scale products with different level of structural hardening when tested in a static uniaxial tensile tests. Findings. Confirmed and obtained new data on the quantitative impact of single cuts and systems of cuts at different initial level of structural hardening of the facilities that do not have single cuts and system cuts, and found that when a single cuts with the growth of structural hardening in the investigated range – the value of the hardening effect in the incision increases, the system cuts the influence of the level of extreme structural hardening: the hardening effect in the incision first increases and then decreases. The proposed explanation of observed in experiments effects of various factors on the effect of hardening in the cut, in the corresponding generic expression. Originality. First shown and interpreted an ambiguous impact of the system of cuts, compared with a single incision, the hardening effect of the incision at different levels of structural hardening: in the case of a single incision geometric hardening in the overall fixed effect of hardening in the notch acts as a cofactor for structural hardening, as in the case of a system of cuts at a certain level of structural hardening effect of the cuts is again reinforcing factor. Also for the first time formalized the influence of various factors on the hardening effect in the incision in the form of equations that do not contradict to experimental data. Practical value. On the basis of the results developed recommendations for updating the object type subjected to acceptance tests, in particular bolts in classes 8.8 and higher. They can be used to optimize the geometry of the system cuts metal with functional cuts, and in general creating objects with positive use of the hardening effect in the incision.