Способ испытания материала на усталость путем циклического изгиба при вращении образца

 

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА НА УСТАЛОСТЬ ПУТЕМ ЦИКЛИЧЕСКОГО ИЗГИБАП1 И ВРАЩЕНИИ ОБР|АЗЦА вокруг его продольной оси, о т л и ч а ющи и с я тем, что,с целью уменьшения трудоемкости испытания при раз тичных концентраторах напряжений и формах цикла нагруже ния путем испытания одного образца г используют образец с точечными концентраторами, нанесенными по периметру поперечного сечения образца, а вращают образец с остановками и с переменной угловой скоростью/ в течение одного оборота. . I 2. Способ по п.1, отличаю- . щ и и с я тем, что используют обраj 3eu с крестообразным рабочим сечением. О СО О СП ////////w///////

„„Su„„1041905 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИН

ЭЫ CО1М 3 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ : ", I (. „ Я

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3367879/25-28 (22) 17.12.81

° (46) 15.09.83. Бюл. Ф 34 . (7.2) В.М; Степанов, С.В. Донских,. и Б.К. Смирнов (71) Новосибирский электротехнический1 институт (53) 620.178.311.8(088.8) (56) 1. Школьник Л.М. Скорость роста трещин и живучесть металла. M. "Ме таллургия", 1973, с.86.

2. Трощенко В.T. Усталость и неупругость металлов. Киев, "Наукова думка", 1971, с. 149-154 (прототип). (54)(57). 1 ° СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАJIA HA УСТАЛОСТЬ ПУТЕМ ЦИКЛИЧЕСКОГО

ИЗГИБА ПРИ ВРАЩЕНИИ ОБРАЗЦА вокруг его продольной оси, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью уменьшения трудоемкости испытания при раз личных концентраторах напряжений и 4орЪ мах цикла нагружения путем испытания одного образца, используют образец с точечными концентраторами, нанесенными по периметру поперечного сечения образца,. а вращают образец с остановками и с переменной угловой скоростью. в течение одного оборота.

2. Способ по п ° 1, о т л и ч а ю- . шийся тем, что используют обра зец C крестообразным рабочим сечением.i a

1041905

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материала,а именно к спосрбам .испытания материала иа усталость путем циклического изгиба при вращении образца.

Известен способ испытания вращаю, щихся образцов при консольном нагружении, согласно которому циклическое воздействие осуществляют.при синусоидальной форме цикла 513..

Недостатком известного .способа 10 является невозможность получения информации о свойствах матеРиала при формах цикла, отличных от синусои- дальной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ испытания материала на усталость путем. циклического изгиба при вращении образца вокруг его продольной оси. Согласно этому способу образец нагружают изгибом: в одной плоскости, а вращением образца после каждого .нагружения на угол .Jt вокруг его продольной оси обеспечивают развитие усталостных повреждений в двух диаметрально противоположных точках рабочего сечения.

Характер каждого нагружения образца отвечает пульсационному изменейию внешней нагрузки 21.

Недостатком. такого способа являет- ЗО ся трудоемкость испытания при различных концентраторах напряжений и формах цикла нагружения в связи с испы танием различных образцов..

Целью изобретения является умень- 35 шение трудоемкости испытания при различных концентраторах напряжений и формах цикла нагружения за счет испы тания одного образца.

Укаэанная цель достигается тем, 4Q что согласно способу испытания материала на усталость путем циклического, изгиба при вращении образца. вокруг его продольной оси, используют обра= зец с точечными концентраторами, на- 45 несенными„по периметру поперечного сечения образца, а вращают образец с остановками и с переменной угловой скоростью.в течение одного оборота.

Дополнительно при испытании мате- 5О риала может быть использован образец, с крестообразным рабочим сечением.

На фиг. 1 изображена .схема испи» тания образца материала; на фиг. 2места A и Б нанесения концентраторов по периметру круглого рабочего сече« ,ния образца; на фиг. 3 - форма. цикла нагружения рабочей точки А; на фиг,.4 форма цикла нагружеиия рдбочей точки Б образцау на фиг. 5 .. крестообразное рабочее сечение образца. 60

Способ осуществляется следующим образом.

Испольsyan образец 1с точечными концентраторами, нанесенными по пери» метру поперечного сечения, например 65 в точках А и Б круглого поперечного сечения, или,в точках В, Г, Д, крестообразного поперечного сечения с характерными размерами d" и d> . Нагружают образец в испытательном устройстве, изображенном на фиг. 1 и содержащем станину 2, электродвигатель 3, коробку 4 передач, клиноре менную передачу 5, механизм 6 изменения угловой скорости, упругую муфту

;7, зажимные бабки 8, механизм 9 нагружейия изгибом, счетчик циклов 10 и концевой выключатель 11.. В качестве механизма б изменения угловой скорос» ти вращения могут быть использованы карданный механизм, механизм "мальтийский крест". или кулачково-зубчатый механизм.

Образец 1 устанавливают в зажимных бабках 8 и нагружают .изгибом от силы P через рычажный механизм 9 нагружения. При нагружении образец вращают вокруг его продольной оси с остановками и с переменной угловой скоростью в течение одного оборота.

При вращении образца 1 с остановками и с переменной угловой скоростью мв в различных точках периметра его рабочего сечения имеют место циклы нагружения разной формы.

Напрнмер, если при вращении образца в направлении, указанном на фиг.2 ®стрелкой, имеет место форма цикла нагружения точки A приведенная на фиг. 3, то для точки Б такой режим вызывает форму цикла, приведенную на фиг. 4 ° !

В момент, изображенный на фиг. 2, образец имеет в точке Б максимальное напряжение сжатия, а в точке A — .напряжение, равное нулю. На фиг. 3 и 4 этому положению соответствует угол поворота, равный нулю. При дальнейшем движении в точке Б напряжение уменьшается и достигает О, а в точке А — увеличивается и становится аксимальным. В этот момент происхоит остановка образца, и в течение времени, пока образец стоит, в этих точках напряжение не меняется, так .

1как точка Б разгружена, а точка А максимально нагружена. Этому положению на фиг. 3 и 4 соответствуют,первые горизонтальные участки. При даль нейшем вращении образца в точке A напряжение сжатия уменьшается до О и начинает увеличиваться напряжение астяжения. А в точке Б,увеличиваясь, апряжение растяжения доходит до максимального и„начинает уменьшаться.

В момент следующей:остановки Образца в точке A - -максимальное, напряжение растяжения, а точка Б Разгружена. Ви ,держке в этом положении соответствуют вторые горизонтальные участки. Затем процесс нагружения точек А и В повто1041905

Фиг.2 аюие пп7ирупЕ аявление ояие

Э яяяемие

Фиг. 4

Фиг5

Составитель Н. Кузьмин

Редактор С. Тимохина Техреду.Кастелевич Корректор A. Зимокосов

ЮЮЮЮФВЯВЮЮЮ

Заказ 7117/43 Тираж В73 Подписное

ВНИИПИ Государствеинож комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35 ° Раушская иаб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 ряется, а формы цикла напряжений в точках A и,Б различны.

Рабочие точки В, Г.и Д, нанесенные по периметру крестообразного рабочего сечения образца (фиг. 5 ), имеют такую же форму цикла, как и точка Б на фиг. 4, но амплитуды напряжений у этих точек различны. Поэтому скорость развития .усталостной трещины в этих точках различна. !

Использование изобретения пдзволяет уменьшить трудоемкость испытания при различных концентраторах напряжений и формах цикла нагружения за счет испытания одного-образца, а также проводить сравнительные испытания в условиях одинаковой неоднородности структуры и состояния поверхности, присущей материалу испытываемого образца.