240 / 457
Механики XXI веку. №15 2016 г.
240
мических нагрузок;
0
- реальный предел выносливости детали при пульсирующем цикле нагруже-
ния, МПа;
SK
)
1(
2
1
0
,
где
1
предел контактной выносливости материала при симметричном цикле нагружения;
- ко-
эффициент, учитывающий масштабный фактор ;
коэффициент, характеризующий качество по-
верхности;
3,0...2,0
- коэффициент чувствительности к ассиметрии цикла нагружений;
K
эф-
фективный коэффициент концентрации напряжений,
)1 (
1
q
K
;
9,0 6,0
q
– коэффи-
циент, характеризующий чувствительность материала к концентрации напряжений;
m
n
q q
max
–
теоретический коэффициент концентрации напряжений;
m
q
- среднее контактное давление;
2,2... 25,1
S
коэффициент безопасности, принимаемый в зависимости от уровня ответственности
арматуры, условий эксплуатации и обслуживания.
Согласно условию поставленной задачи срок службы затвора составляет
**
c
N
циклов «закры-
то – открыто», где
1,0
. Таким образом,
**
1
c
N
циклов площадка контакта нагружается
удельным усилием
l
q
, а
0
N
циклов – удельным усилием
l
q
. С использованием кинетического
суммирования повреждаемости допускаемое значение погонной нагрузки
ln
q
, при которой обеспе-
чиваются исходные условия по долговечности для затворов с начальным контактом вдоль линии, оп-
ределяется из уравнения
m
m
c
o
o
ln
K
N
N
r
q
2
2
1
**
1
,
(8а)
где
ln
1
4
1
q
pd
K
c
.
Для затворов с начальным контактом вдоль полосы допускаемое контактное давление опре-
деляется из уравнения
m
m
c
o
o
n
K
N
N
q
1
2
**
1
,
(8б)
где
n
эф
c
bq k
pd
K
4
1
2
;
b с k
эф
эф
Для затворов с начальным контактом вдоль линии функциональное ограничение по обеспече-
нию заданной долговечности
l
l
q q
,
(9а)
для затворов с начальным контактом вдоль полосы
n
n
q q
max
.
(9б)
Согласно условию поставленной задачи одним из критериев качества является удельное уси-
лие герметизации. Введение этого критерия вполне оправдано, так как именно этой характеристикой
во многом определяются материалоемкость и энергоемкость конструкции, ее габариты.
Поэтому
min
1
l
q А
,
(10)
а соответствующий нормированный критерий качества
min;
1
1
l
l
q
q А A
1
1
1
A
.
Если затворы имеют одинаковые значения
l
q
, то предпочтение следует отдавать тем, у кото-
рых больше запас по долговечности, поэтому следующим критерием качества для точек множества
9,6,5
A G
при линейном начальном контакте является