CC BY
12
УДК 621.6
ИСПЫТАНИЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛИ НА ПРОЧНОСТЬ
Ю. Н. Селина, А. Е. Саклакова, Е. В. Раменская, Ю. А. Филиппов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: yuiya_selina@mail.ru
Предлагается и развивается технология лабораторного исследования основной физической характеристики стали, её конструкционной прочности и метод оценки изменения точности результатов экспериментирования.
Ключевые слова: прочность, сталь, моделирование, измерение, погрешность, точность.
TRIAL CORROSION-RESISTANT STEEL STRENGTH J. N. Selina, A. E. Saklakova, E. V. Ramenskaya, Y. А. Filippov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: yuiya_selina@mail.ru
Proposed and developed laboratory research technology the basic physical characteristics of the steel, its structural strength and method of assessing the accuracy of the changes rezultataov experimentation.
Keywords: strength steel, modeling, measurement error, the accuracy.
В современных конструкциях изделий ракетно-космической техники (РКТ) широко используются металлы и сплавы с повышенной удельной прочностью при уменьшенных характеристиках объемной плотности. Одним из таких проявлений является сталь марки 08Х14Н7МЛ, обладающая хорошими свойствами по стойкости к коррозии, тепловому потоку тепла, а также высокими литейными характеристикам. В технологическом процессе изготовления детали после литья предусматривается контрольный экспресс анализ её конструкционной прочности [1].
Инструментальные измерения при установлении конструкционной прочности выполнялись на образцах, изготовленных по форме и размерам головок переходной части испытательной машины, крепление образца и измерителя осуществлялся специальными захватами [2]. Нагрузка при испытаниях варьировалась в пределах от 20 кН до 60 кН. Испытания проводились с образцом без надреза. Скорость нагружения не превышала 2 кН/мин, режим нагружения выполнялся в соответствии с техническим условием и по программе проведения измерений.
В ходе эксперимента при линейном нагружении зафиксированы временные интервалы разрыва с периодом 17 минут. После испытания проводилось феноменнологическое описание поверхности разрыва, которая имеет крупнозернистую структуру [2].
По результатам эксперимента выполнен первичный анализ вариации значений предмета исследования: х = 1,1 ГПа, А = 0,26 %, SRn = 2,55 %.
Функциональная связь параметров в статистической модели объекта анализа изучалась с использованием функции [3]
y = m + B + е, (1)
где m - математическое ожидание; В - лабораторная составляющая систематической погрешности результатов испытаний, выполненных в соответствии со стандартным методом в условиях повторяемости; е - случайная погрешность, имеющая место при каждом измерении в условиях повторяемости.
Секция « Технологические и мехатронньж системы в производстве ракетно-космической техники»
Структура появления однородного значения измеряемой величины конструкционной прочности по критерию повторяемости в единичных измерениях в общем массиве ста измерений показано на рис. 1, 2.
Рис. 1. Графическая модель вариационного ряда
Рис. 2. Динамика изменения коэффициента связи от вариации прочности
Проверка согласованности теоретического и экспериментального распределений, подчиняющихся нормальному закону Гаусса выполнено по условию [4]:
Х 2 < Х 2
набл крит *
(2)
По результатам экспериментального исследования построена математическая модель методом аппроксимации дисперсии и числа измерений в виде
5 = 286,6«
0,74
(3)
Особенности изменения нормализованных дисперсий полученных обработкой экспериментальных данных представлены на рис. 3.
Рис. 3. Модель вариации дисперсии
В процессе теоретического и экспериментального исследований конструкционной прочности коррозионностойкой стали марки 08Х14Н7МЛ [5] на разрывной машине получены следующие результаты:
1. Значение конструкционной прочности соответствует значению аВ = 1,10 ГПа, при медиане 1,15 ГПа и моде 1,11 ГПа. Доверительный интервал погрешности составил 0,077 с составляющей систематической погрешности 0,037 и случайной 0,040.
2. Конструкционная прочность коррозионностойкой стали марки 08Х14Н7МЛ отличается от известной регламентной характеристики одноименной марки увеличенной прочностью на 12,2%, вследствие полного раскисления никеля и молибдена.
3. Разброс измеренных значений конструкционной прочности не превышает 0,0012; подтверждает гипотезу о малости разности значений экспериментальной прочности, а также справедливость фундаментального соотношения аВ = 3,23 НВ.
4. Результаты исследования используются в учебном процессе подготовки магистров по специальности «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» 05.04.2005.
Библиографические ссылки
1. Материаловедение / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сиродин, Г. Ф. Косолапов и др. М. : Машиностроение, 1986. 384 с.
2. Золоторевский В. С. Механические свойства металлов. М. : Металлургия, 1983. 352 с.
3. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Ч. 1. Основные положения и определения. Введ. 23.04.2002. 24 с.
4. Нагараджан С., Туричич А. Лагранжевые уравнения движения упругих механизмов с учетом взаимозависимости между нормальным и упругим движениями // Современное машиностроение. ASME. 1990. № 12. С. 20-31.
5. ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия. Введ. 01.01.1990. 35 с.
© Селина Ю. Н., Саклакова А. Е., Раменская Е. В., Филиппов Ю. А., 2016
