ГОСТ Р 54093-2010 Колеса железнодорожного подвижного состава. Методы определения остаточных напряжений

     5.1.3 Сущность метода и порядок проведения измерений

5.1.3.1 Метод состоит в выполнении надрезов, приводящих к возрастающему высвобождению внутренних остаточных напряжений в ободе колеса. Изменение состояния внутренних напряжений, возникающих после каждого из надрезов, фиксируют за счет измерения деформаций на поверхности элементов конструкции с помощью тензорезисторов.

5.1.3.2 Каждое колесо или бандаж оборудуют тензорезисторами, установленными в двух-четырех радиальных сечениях с наружной и внутренней сторон диска и обода (бандажа).

5.1.3.3 При измерениях применяют двух- или трехкомпонентные розетки тензорезисторов в зависимости от характера и направления действия главных напряжений.

5.1.3.4 Двухкомпонентные розетки тензорезисторов устанавливают в сплошных без отверстий сечениях дисковой части колес, на галтели перехода из обода в диск, на галтели перехода из ступицы в диск. Тензорезисторы в двухкомпонентной розетке устанавливают в радиальном и тангенциальном направлениях.

5.1.3.5 На поверхности катания тензорезисторы в двухкомпонентной розетке устанавливают в тангенциальном и осевом направлениях.

5.1.3.6 На торцевых поверхностях колеса или бандажа тензорезисторы в двухкомпонентной розетке устанавливают в радиальном и тангенциальном направлениях.

5.1.3.7 Трехкомпонентные розетки тензорезисторов устанавливают вблизи отверстий и мест резкого изменения формы колеса.

5.1.3.8 Вблизи отверстий устанавливают трехкомпонентные розетки, расположенные в каждой точке измерений вдоль радиуса отверстия, через 45° к нему и по касательной к окружности отверстий - всего четыре розетки через 90° вокруг каждого из отверстий.

5.1.3.9 Для исключения влияния температурного приращения сопротивления тензорезистора в измерительную схему включают компенсационный тензорезистор.

5.1.3.10 Запись результатов измерений, полученных с помощью тензорезисторов, необходимо проводить не ранее чем через 1,5 ч после окончания разрезки.

5.1.3.11 Контроль знака остаточных напряжений в колесах и бандажах проводят измерением расстояния между двумя метками, нанесенными керном, до и после разрезки колеса. Метки наносят на боковую поверхность обода с наружной стороны колеса на середине толщины обода (бандажа) на расстоянии 100 мм друг от друга. Радиальный разрез должен быть произведен посредине между двумя метками в направлении:

- колеса - от гребня до отверстия ступицы;

- бандажа - на полную толщину.

5.1.3.12 Разрезку проводят поэтапно, с перерывами на охлаждение металла во избежание нагрева измерительной схемы выше 50 °C. Ширина реза - не менее 5,0 мм и не более 20,0 мм.

5.1.3.13 Размеры вырезаемых элементов (рисунки А.1, А.2, А.3, приложение А) выбирают из условия размещения на них розеток тензорезисторов с измерительной схемой без повреждения их при разрезании колеса или бандажа. Рекомендуемая ширина вырезаемых элементов - не менее 100,0 мм (рисунок А.2, приложение А).

5.1.3.14 Колесо разрезают на части двумя способами:

- кольцевое отрезание обода от диска, последующая радиальная разрезка обода и измерение изменения базового расстояния, вырезание областей обода с тензорезисторами длиной, равной ширине обода, вырезание фрагмента колеса с тензорезисторами по схеме, приведенной на рисунке А.1 (приложение А). Далее от фрагментов обода с тензорезисторами отрезают части по поверхности, параллельной оси колесной пары, посредине между двумя розетками тензорезисторов;

- радиальная разрезка колеса от гребня посредине между кернами до отверстия ступицы и измерение изменения базового расстояния, вырезание сектора с тензорезисторами, последующее отделение ободной и ступичной частей по схеме, приведенной на рисунке А.2 (приложение А), разрезание обода параллельно оси колеса.

5.1.3.15 Бандаж разрезают на части следующими способами:

- для определения остаточного напряжения на конкретном участке бандажа используют локальную радиальную разрезку бандажа по схеме а), приведенной на рисунке А.3 (приложение А);

- для определения остаточного напряжения по периметру бандажа используют последовательную радиальную разрезку бандажа по схемам б) и в), приведенным на рисунке А.3 (приложение А);

- для определения остаточного напряжения по поверхностям катания, гребня и боковым поверхностям бандажа используют механическое поднутрение фрагмента бандажа в поперечном и продольном направлениях по схемам, приведенным на рисунках А.4 и А.5 (приложение А).

5.1.4 Обработка и оценка результатов измерений

5.1.4.1 Остаточные напряжения , МПа, при применении двухкомпонентных розеток тензорезисторов вычисляют по формулам:

,                                                        (1)

,                                                        (2)

где , - относительная деформация в двух взаимно перпендикулярных направлениях осей тензорезисторов в двухкомпонентной розетке;