ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:
Г. В. Селиверстов, канд. техн. наук, доцент

В. Ю. Анцев, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Подъемно-транспортные машины и оборудование», эл. почта: anzev@yandex.ru

Н. В. Анцева, канд. техн. наук, доцент

К. С. Коломиец, аспирант

Современное развитие общего машиностроения, в том числе подъемно-транспортного, характеризуется использованием современных марок сталей, обладающих хорошими механическими характеристиками при сохранении необходимых требований по свариваемости элементов металлоконструкций между собой. Однако при работе в режиме циклического нагружения и при воздействии агрессивных сред даже новым материалам свойственно накопление коррозионно-усталостной поврежденности, что является причиной снижения их долговечности. Таким образом, возникает необходимость математического описания процесса накопления такой поврежденности, а также разработки новой технологии диагностирования металлоконструкций. Рассмотрены накопление усталостной поврежденности элементов металлоконструкций грузоподъемных машин при наличии и развитии питтинговых повреждений и технология их диагностирования. Для построения математической модели учитывали совокупность нескольких факторов, оказывающих влияние на работу элементов несущей металлоконструкции. Помимо циклических нагрузок, которые условно можно считать постоянными во времени, также снижаются механические характеристики материала, растет амплитуда и концентрация напряжений. Понижение пределов прочности и текучести связано с эффектом Ребиндера, увеличение амплитуды напряжений вызвано уменьшением сечения материала, а рост концентрации напряжений обусловлен появлением питтингов. При этом глубину питтинга можно считать диагностическим параметром, позволяющим проводить обследование элементов металлоконструкций и прогнозировать дальнейшее развитие поврежденности, что дает возможность более полно использовать ресурс грузоподъемной машины.

Результаты исследования опубликованы при финансовой поддержке ТулГУ в рамках научного проекта № НИР_2019_1.

1. Неверов А. С., Родченко Д. А., Цырлин М. И. Коррозия и защита материалов : учеб. пособие для вузов. — Минск : Вышэйшая школа, 2007. — 222 с.
2. Chen S.-T., Cui C.-G., Li Y.-Q., Zhang Y.-H. Research on the damage detection method on existing girder hoisting machine // Journal of Railway Engineering Society. 2015. Vol. 32, Iss. 11. P. 73–79.
3. Голи-Оглу Е. А. Микролегирование стойкой к атмосферной коррозии низкоуглеродистой стали для мостостроения // Черные металлы. 2016. № 11. С. 35–40.
4. Селиверстов Г. В., Сорокин. П. А., Барникова В. С. Влияние питтингоподобных дефектов на развитие усталостных повреждений в элементах крановых металлоконструкций // Подъемно-транспортное дело. 2011. № 5-6. С. 30–33.
5. Селиверстов Г. В., Данилов А. С. Исследование коррозионной усталости металлоконструкций грузоподъемных машин // Известия ТулГУ. Серия : Технические науки. 2009. Вып. 2. Ч. 1. С. 248–253.
6. Селиверстов Г. В., Сорокин П. А. Оценка теоретического значения коэффициента концетрации напряжений при питтинге крановых металлоконструкций // Тяжелое машиностроение. 2013. № 9. С. 18–20.
7. ГОСТ 19281–89. Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия. — Введ. 01.01.1991.
8. ГОСТ 25.502–79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. — Введ. 01.01.1981.
9. Семёнов Ю. Е. Технология производства металлоконструкций подъемно-транспортных машин : учеб. пособие для вузов. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2006. — 153 с.
10. Анцев В. Ю., Селиверстов Г. В., Коломиец К. С. Расчет на усталость металлоконструкций кранов при воздействии коррозии // Сб. докл. XXI Междунар. науч.-техн. конф. «Интерстроймех-2018» / под ред. С. Я. Галицкова. — 2018. С. 7–10.
11. Zhang D., Zhang Y., Yu M., Chen Y. Reliability evaluation and component importance measure for manufacturing systems based on failure losses // Journal of Intelligent Manufacturing. 2017. Vol. 28, Iss. 8. P. 1859–1869.
12. Khatab A. Maintenance optimization in failure-prone systems under imperfect preventive maintenance // Journal of Intelligent Manufacturing. 2018. Vol. 29, Iss. 3. P. 707–717.
13. Испирян Р. А. Метод диагностирования состояния металлоконструкций грузоподъемных машин : дис. … канд. техн. наук. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2009. — 156 с.
14. Пасько Н. И., Анцева Н. В. Оптимизация режима профилактического восстановления основного технологического оборудования машиностроительного предприятия // СТИН. 2008. № 4. С. 2–6.
15. Aghezzaf E.-H., Khatab A., Tam P. L. Optimizing production and imperfect preventive maintenance planning’s integration in failureprone manufacturing systems // Reliability Engineering and System Safety. 2016. Vol. 145. P. 190–198.
16. Zhang M., Xie M. An Ameliorated Improvement Factor Model for Imperfect Maintenance and Its Goodness of Fit // Technometrics. 2017. Vol. 59, Iss. 2. P. 237–246.
17. Иноземцев А. Н., Пасько Н. И. Надежность станков и станочных систем : учеб. пособие для вузов. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2002. — 182 с.