Способ определения циклической прочности материала конструкции

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повьшение точности определения прочности за счет конкретизации момента измерения декремента колебаний образцов из того же материала , что и конструкция. Испытывают две группы образцов из материала конструкции. Образцы первой группы нагружают при заданных амплитудах напряжения S, регистрируют число циклов N нагружения до разрушения и определяют зависимость от N циклической прочности, соответствующей нижней границе доверительного интервала рассеяния. Образцы второй группы нагружают при тех же амплитудах напряжения б, что и образцы первой группы. После наработки этими образцами при напряжениях б числа циклов, соответстующего указанной зависимости, регистрируют декремент S колебаний материала обо разцов и определяют зависимость декремента S колебаний материала от числа N циклов нагружения. При на- .гружении конструкции регистрируют декремент S колебаний ее материала и путем сравнения с декрементом В колебаний материала образцов определяют циклическую прочность материала конструкции. 2 ил. . (/ Ю 00 СП 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 G Оl N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (2 1) 3733965/25-28 (22) 25.04.84 (46) 23.01.87. Бюл. N- 3 (71) Институт проблем машиностроения

AH УССР и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по оборудованию для кондиционирования воздуха и вентиляции (72) А, Е. Божко, А. И, Федоров, В. И. Ляшенко и А, А, Павлов (53) 620.178.311,4(088,8) (56) Школьник Л. M. Скорость роста трещин и живучесть металлов. M.

Металлургия, 1973, с. 54-66. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКОЙ

ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения — повышение точности определения прочности за счет конкретизации момента измерения декремента колебаний образцов из того же материала, что и конструкция, Испытывают две группы образцов иэ материала конструкции. Образцы первой группы нагружэют при заданных амплитудах напряжения 5, регистрируют число циклов 11 нагружения до разрушения и определяют зависимость от N циклической прочности, соответствуюшей нижней границе доверительного интервала рассеяния. Образцы второй группы нагружают при тех же амплитудах напряжения б, что и образцы первой группы. После наработки этими образцами при напряжениях б числа циклов, соответстующего укаэанной зависимости, регистрируют декремент о колебаний материала обо разцов и определяют зависимость декремента о колебаний материала от о числа N циклов нагружения, При на. гружении конструкции регистрируют декремент 8 колебаний ее материак ла и путем сравнения с декрементом о колебаний материала образцов о определяют циклическую прочность материала конструкции. 2 ил.

1285343

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для определения циклической прочности материала конструкции, Цель изобретения — повышение точности определения прочности за счет конкретизации момента измерения декремента колебаний материала образца, На фиг. 1 приведена зависимость амплитуды напряжения от числа циклов нагружения до разрушения; на фиг. 2 — зависимость декремента колебаний от числа циклов нагружения.

Способ осуществляют следующим образом, Образцы из материала конструкции разделяют на две группы. Образ 1 первой группы служат для определения зависимости амплитуды напряжения о от числа циклов нагружения до разрушения, К второй группе относят образцы, которые служат для определения зависимости декремента

b колебаний от числа циклов нагружения. Образцы первой группы нагружают при заданных амплитудах напряжения 6 до разрушения и регистрируют число циклов N нагружения до разрушения. По результатам испытаний определяют зависимость от N средней циклической прочности (кривая 1, фиг. 1) и зависимость от N циклической прочности, соответствующей нижней границе доверительного интервала рассеяния (кривая 2, фи г. 1), Образцы второй группы нагружают при тех же амплитудах напряжения 6, что и образцы первой группы. После наработки этими образцами числа циклов, соответствующего амплитуде напряжения б на зависимости циклической прочности для нижней границы доверительного интервала рассеяния (кривая 2, фиг. 1), регистрируют декремент о, колебаний материала образцов и определяют зависимость декремента о колебаний материала от числа N циклов нагружения (фи r. 2),.

При нагружении конструкции регистрируют декремент 8 колебаний ее

К материала и сравнивают S, с декрементом 8 колебаний материала образцов. Циклическую прочность материала конструкции определяют по числу циклов N нагружения до разрушения материала образцов„

Пример. Определяют циклическую прочность лопаток рабочих колес осевых вентиляторов, выполненных из стали Ст, Зкп.

Значения напряжений для первой группы образцов (18 шт.) приняты

1О б,=300 МПа, б =260 МПа, 6 =210 МПа, Средние значения логарифма числа М циклов до разрушения составляют, соответственно 5,098;.5,78 и 6,81 при доверительных интервалах 0,20;

0,21 и 0,23. Результаты испытания этой группы образцов приведены на фиг, 1, Кривая 1 на фиг, 1 описана функцией Вейбулла

&= 6,+ a(N)-m, где б, =760 MIIa; В=9126; m=0,12.

Образцы второй группы испытываются при тех же напряжениях g< о, б, что и первая группа образцов.

Нагружение осуществляют до наработки числа N циклов, определяемого по кривой 2 (фиг. 1):

30 для 6„=300 MIIa, N =0,79 10 для бд =260 МПа, N =0,38 10 и для Ы = 210 МПа, N =0,38 10

После укаэанной наработки определяют декремент колебаний материала образцов второй группы

8, =0,056; & =0,045; и о =0,035.

По результатам определения декремента колебаний установлена зависимость 5;(N) (фи г. 2) .

40 Для определения циклической прочности материала конструкции сначала определяется декремент о колебаний к лопатки до ее нагружения, который составляет 8 =0,053, Этому значению на зависимости к

3 (N) соответствует число N циклов, о 5 равное 10

Затем определяют декремент о колебаний той же лопатки после ее эксплу50

Число нагружений при эксплуатации не фиксируется. Измеренная величина

3„равна 0,03. На зависимость о (N) этой величине соответствует значение

N- =2 10 циклов. Значение $ =0,053 соответствует полной циклической долговечности Т, а значение 3„=0,03 соответствует остаточной цикличес- кой долговечности Т,, откуда

1285343

f700

2500

2ХОО

2200

Т =- — - --Т=052Т, B(N 1" опт B(g+)-

Таким образом, расход ресурса лопатки составляет (1-0,52) = 0,48 от полно го р е сур са Т, Формула изобретения

Способ определения циклической прочности материала конструкции, по которому циклически нагружают образцы из материала конструкции, определяют з ави симо ст ь де кр емент а колеб аний материапа от числа циклов нагружения, при нагружении конструкции регистрируют декремент колебаний ее материала и путем сравнения с декрементом колебаний материала образца определяют циклическую прочность материала конструкции, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения прочности за счет конкретизации момента измерения декремента колебаний образцов, циклически нагружают при тех же напряжениях дополнительные образцы из материалов конструкции и определяют зависимость циклической прочности, соответствующей нижней границе доверительного интервала рассеяния, от числа циклов нагружения, а регистрацию декремента колебаний материала образцов при напряжении 6 осуществляют после наработки ими числа циклов, соответстввующего такому же напряжению 6 на этой зависимости.

1285 343

004 о

07У Ф

Редактор А. Сабо

Заказ 7637/44 Тираж 776 Подпи сн о е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

005

Составитель М. Кузьмин

Техред А. Кравчук Корр ект ор Н. Корол ь