The Effect of Stress Pulses on the Cyclic Endurance of Steel Axle Wheel-Set
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Nevsehir Haci Bektas Veli University, Cappadocia, Nevsehir, Turkey
Abstract
ENG: For different temperature and speed deformation
conditions, the nature of the increase in the number of
defects in the crystal structure and the achieved complex of
properties are due to the peculiarities of the internal
structure of the metallic material. Compared with
unidirectional static loading, the violation of the
monotonous nature of the effective stress is accompanied
by qualitative changes in the internal structure of metals
and alloys. Thus, the pulsating nature of the acting stresses
in case of fatigue, depending on the degree of cyclic
overload per cycle, can lead to significant changes in the
development of the processes accumulation and
redistribution of defects in the crystal structure and, above
all, dislocations. Based on this, the rate of accumulation of
dislocations per loading cycle can be considered as one
factor that will allow the development of measures to
increase the cyclic endurance of metallic materials during
fatigue. Compared to thermal technologies, treatments that
are based on the use of short stresses pulses for moving
defects in a crystal structure have gained some fame. In
addition to sufficiently strong magnetic fields or high-power
pulses of electric current, treatments based on mechanical
effects on the metal can be used.
UKR: Для різних температурно-швидкісних умов деформації, характер приросту кількості дефектів кристалічної будови та досягаємий комплекс властивостей зумовлені особливостями внутрішньої будови металевого матеріалу. Порівняно з односпрямованим статичним навантаженням, порушення монотонного характеру діючих напруг супроводжується якісними змінами внутрішньої будови металів і сплавів. Так, пульсуючий характер діючих напруг при втоми, в залежності від ступеня циклічної перевантаження за цикл, може приводити до значних змін у розвитку процесів накопичення і перерозподілу дефектів кристалічної будови і, в першу чергу дислокацій. На підставі цього, темп накопичення дислокацій за цикл навантаження може розглядатися як один фактор, який дозволяє розробляти заходи щодо підвищення циклічної витривалості металевих матеріалів при втоми. Порівняно з термічними технологіями, певну популярність здобули обробки, які засновані на використанні коротких імпульсів напруг для переміщення дефектів кристалічної будови. Крім досить сильних магнітних полів або потужних імпульсів електричного струму,для отримання необхідного імпульсу напруги високого рівня можуть бути використані обробки засновані на механічному впливі на метал.
RUS: Для различных температурно-скоростных условий деформирования, характер прироста количества дефектов кристаллического строения и достигаемый комплекс свойств обусловлены особенностями внутреннего строения металлического материала. По сравнению с однонаправленным статическим нагружением, нарушение монотонного характера действующего напряжения сопровождается качественными изменениями внутреннего строения металлов и сплавов. Так, пульсирующий характер действующих напряжений при усталости, в зависимости от степени циклической перегрузки за цикл, может приводить к значительным изменениям в развитии процессов накопления и перераспределения дефектов кристаллического строения и, в первую очередь дислокаций. На основании этого, темп накопления дислокаций за цикл нагружения может рассматриваться как один фактор, который позволит разрабатывать мероприятия по повышению циклической выносливости металлических материалов при усталости . По сравнению с термическими технологиями, определенную известность получили обработки, которые основаны на использовании коротких импульсов напряжений для перемещения дефектов кристаллического строения. Кроме достаточно сильных магнитных полей либо мощных импульсов электрического тока, для получения требуемого импульса напряжения высокого уровня могут быть использованы обработки основанные на механическом воздействии на металл.
UKR: Для різних температурно-швидкісних умов деформації, характер приросту кількості дефектів кристалічної будови та досягаємий комплекс властивостей зумовлені особливостями внутрішньої будови металевого матеріалу. Порівняно з односпрямованим статичним навантаженням, порушення монотонного характеру діючих напруг супроводжується якісними змінами внутрішньої будови металів і сплавів. Так, пульсуючий характер діючих напруг при втоми, в залежності від ступеня циклічної перевантаження за цикл, може приводити до значних змін у розвитку процесів накопичення і перерозподілу дефектів кристалічної будови і, в першу чергу дислокацій. На підставі цього, темп накопичення дислокацій за цикл навантаження може розглядатися як один фактор, який дозволяє розробляти заходи щодо підвищення циклічної витривалості металевих матеріалів при втоми. Порівняно з термічними технологіями, певну популярність здобули обробки, які засновані на використанні коротких імпульсів напруг для переміщення дефектів кристалічної будови. Крім досить сильних магнітних полів або потужних імпульсів електричного струму,для отримання необхідного імпульсу напруги високого рівня можуть бути використані обробки засновані на механічному впливі на метал.
RUS: Для различных температурно-скоростных условий деформирования, характер прироста количества дефектов кристаллического строения и достигаемый комплекс свойств обусловлены особенностями внутреннего строения металлического материала. По сравнению с однонаправленным статическим нагружением, нарушение монотонного характера действующего напряжения сопровождается качественными изменениями внутреннего строения металлов и сплавов. Так, пульсирующий характер действующих напряжений при усталости, в зависимости от степени циклической перегрузки за цикл, может приводить к значительным изменениям в развитии процессов накопления и перераспределения дефектов кристаллического строения и, в первую очередь дислокаций. На основании этого, темп накопления дислокаций за цикл нагружения может рассматриваться как один фактор, который позволит разрабатывать мероприятия по повышению циклической выносливости металлических материалов при усталости . По сравнению с термическими технологиями, определенную известность получили обработки, которые основаны на использовании коротких импульсов напряжений для перемещения дефектов кристаллического строения. Кроме достаточно сильных магнитных полей либо мощных импульсов электрического тока, для получения требуемого импульса напряжения высокого уровня могут быть использованы обработки основанные на механическом воздействии на металл.
Description
I. Vakulenko: ORCID 0000-0002-7353-1916, S. Raksha: ORCID 0000-0002-4118-1341, M. Hryshchenko: ORCID 0000-0002-0091-1387
Keywords
fatigue, endurance, dislocation, stress, steel, втома, витривалість, дислокація, напруга, сталь, усталость, выносливость, дислокация, напряжение, КПММ
Citation
The Effect of Stress Pulses on the Cyclic Endurance of Steel Axle Wheel-Set / Ihor Vakulenko, Kurt Bulent, Serhii Raksha, Khangardas Askerov, Mykola Hryshchenko // The Internatinonal Conference on Materials Science, Mechanical and Automotive Engineerings and Technology (IMSMATEC), Cappadocia / Nevsehir, Turkey, 21–23 June, 2019. – Cappadocia, 2019. – Р. 355–359.