Способ определения предела выносливости материала

 

Изобретение относится к испытаниям материалов на прочность при знакопеременных нагрузках и может ис- - пользоваться для определения предела выносливости металла при испытании : партии образцов. Цель изобретения - повышение точности определения noTekJ- циалъного физического предела выносливости металла и сокращение трудоемкости при испытании партии образ- : цсгв. Это достигается обработкой образцов резанием на режиме, соответствующем взаимной компенсации измене-- НИИ структуры поверхности от силовог :го и температурного воздействия процесса резания, стабилизирующим отжиг гом одной части партии образцов. определением при знакопеременной наг грузке предела выносливости для одно го из отожженных образцов, для которого температурный коэффициент элект - росопротивления равен упорядоченно™ му состоянию материала, при осевой нагрузке его пределу текучести, и определением пределов текучести на сжатие для одной половины неотожжен- . ных образцов и пределов текучести на растяжение для другой половины. По отожженному образцу определяют коэф фицнент пропорциональности между пределом текучести и пределом вьшосливости, по модулю разности между средними значениями пределов текучести на растяжение и сжатие неотожженных образцов - уровень внутренних напряжений , который складывают с пределом текучести отожженного образца. Потенциальный физический предел .выносг ливости металла определяют умножени ем этой суммы на коэффициент пропор-г циональности. Способ повьшает точ ность за счет снижения разброса в результатах испытаний и уменьшает трудоемкость, так как на выносливость испытывается только .один образец из партии. с ю

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 01 N 3 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП (РЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4087515/25-28 (22) 28.05.86 (46} 30.01.89. Бюл. ¹ 4 (75} П.К.Янышев (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 853480, кл. (: 01 И 3/32, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 962791, кл. G 01 N 3/32 1981 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ВЫ-.

НОСЛИВОСТИ МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к испытаниям материалов на прочность при знакопеременных нагрузках и может ис- ..пользоваться для определения предела выносливости металла при испытании: партии образцов. Цель иэобретенияповышение точности определения потен циалъного физического предела выносливости металла и сокращение трудоемкости при испытании партии образцсУв. Это достигается обработкой образцов резанием на режиме, соответствующем взаимной компенсации измене» ний структуры поверхности от силово:го и температурного воздействия процесса резания, стабилизирующим отжи.. гом одной части партии образцов, Г

Изобретение относится к испытани» ям материалов на прочность при знако переменных нагрузках и может быть ,использовано для определения предела выносливости металлических конструкционных материалов при испытании пар« тии образцов. определением при знакопеременной на. ! грузке предела выносливости для одно го из отожженных образцов, для кото-. рого температурный коэффициент электросопротивления равен упорядоченному состоянию материала, при осевой нагрузке — его пределу текучести, и определением пределов текучести на сжатие для одной половины неотожжен- . ных образцов и пределов текучести на растяжение для другой половины. По отожженному образцу определяют коэф". фицнент пропорциональности между пределом текучести и пределом выносливо сти, по модулю разности между средними значениями пределов текучести на растяжение и сжатие неотожженных образцов — уровень внутренних напряжений, который складывают с пределом текучести отожженного образца, По.тенциальный физический предел вынос, ливости металла определяют умножени ем этой суммы на коэффициент пропор-. циональности. Способ повышает точ» ность за счет снижения разброса в результатах испытаний и уменьшает трудоемкость, так как на выносливость испытывается только один обра, зец из партии.

Цель изобретения - повышение точности определения потенциального физического предела выносливости металла и сокращение трудоемкости при испытании партии образцов, что дости= гается обработкой образцов резанием на режиме, соответствующем взаимной

/ з 145

1 компенсации изменений структуры поверхности от силового и температур ного воздействия процесса резания, . стабилизирующим отжигом одной части партии образцов, определением при знакопеременной нагрузке предела выносливости для одного из отожженных образцов, для которого температурный коэффициент электросопротивления равен константе для данного материа-. ла, а при осевой нагрузке - его пре. делу текучести, и определением предела текучести для одной половины другой части партии образцов при сжатии а для другой половины — при растяжении.

Способ осуществляют следующим образом.

Все образцы из исследуемого металла испытываемой партии обрабатывают резанием на режиме, соответствующем взаимной компенсации изменений структуры поверхности от силового и температурного воздействия процесса резания..

Требуемый режим подбирают следующим образом. Возбуждают в образце продольные колебания на собственной частоте и измеряют эту частоту. За тем проводят обработку резанием об--. разца при предварительно выбранных ! скорости и глубине резания и подаче инструмента. После обработки вновь возбуждают в образце продольные колебания на собственной частоте и измеряют эту частоту. Обработку и измерение частоты образца повторяют при других значениях скорости резания или глубины резания, или подачи, За искомые значения скорости резания, глубины и подачи принимают такие, для которых измеренные до и после обработки частоты отличаются на наименьшую величину в проведенной совокупности экспериментов.

Затем одну часть партии образцов подвергают стабилизирующему отжигу, режим которого подбирают по максимальному изменению собственной частоты образца после отжига, полученному при самой низкой для наблюдаемого эффекта температуре отжига. Из этой партии путем измерения температурного коэффициента электросопротивления отбирают образец, для которого значение указанного коэффициента соответ-. ствует упорядоченному состоянию данного материала, что свидет елъству»

4 ет об оТсутствии в образце внутренних напряжений.

Выбранный образец подвергают зна5 копеременной нагрузке такой амплитуды, чтобы в течение заданного числа циклов нагружения был достигнут предел выносливости для данного образца, но не произошло разрушения самого образца. В случае разрушения снижают знакопеременную нагрузку и повторяют испытания для другого образца, выбранного по тому же признаку равенст ва температурного коэффициента элек15 тросопротивления константе для данно го материала.

Испытанный на знакопеременную на.грузку образец подвергают осевой нагрузке растяжения или сжатия и оп20 ределяют его предел текучести. Отношение предела выносливости к преде» лу текучести характеризует коэффициент пропорциональности между указанными характеристиками материала.

Затем одну половину другой части партии образцов подвергают сжимающей нагрузке, а другую — растягивающей нагрузке. Определяют пределы текучести каждого образца при этих

ЗО нагрузках Рассчитывают среднее зна чение пределов текучести на растяжение и сжатие для данного материала и разность между ними, характеризующую внутренние напряжения в материале.

35 Предел выносливости определеяют путем умножения на определенный ранее коэффициент пропорциональности суммы предела текучести для отожженного образца без внутренних напряжений„ по ко40 торому и был определен коэффициент пропорциональности, и модуля разности между средними значениями пределов . текучести на растяжение и сжатие для неотожженных образцов-, 45 Использование предла-аемого спосо ба позволяет уменьшить разброс измеряемых характеристик образцов, что свидетельствует о повышении точности определения предела выносливости, и

50 принять за основу для сравнения пре-, — . делов выносливости и текучести обра-. зец без внутренних напряжений, что позволяет исключить влияние разброса значений внутренних напряжений от

55 образца к образцу на величину предела выносливости, и ориентироваться на, более стабильную величину потенциального физического предела выносливости металла при средних значениях вну

Составитель Н.Тимошенко

Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Редактор И,Касарда

Тираж 788

Заказ 7450/51

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 14552 .тренних напряжений, не зависящих от условий вырезания из металла отдель".

1 ных образцов.

Использование полученного таким . путем потенциального физического предела выносливости материала позво-. ляет более точно прогнозировать надежность работы конструкций, изготовленных из исследуемого металла. Tpy.- 10 доемкость способа уменьшается благодаря тому, что испытаниям на выносливость подвергают только один образец из партии.

Формула изобретения

Способ определения предела выносли- вости материала, заключающийся в том, что образец из исследуемого ма териала подвергают знакопеременной 2О нагрузке и определяют eFo предел выносливости, отличающийся тем, что, с целью повышения тбчности и сокращения трудоемкости при испытании партии образцов, партию образцов 25

75 6 обрабатывают резанием в режиме, соответствующем взаимной компенсации изменений структуры поверхности от силового и температурного воздействия процесса резания, одну часть партии подвергают стабилизирующему отжигу, знакопеременной нагрузке подвергают один из отожженных образцов, для которого температурный коэффициент электросопротивления соответствует упорядоченному состоянию этого материала, и определяют предел выносливости для этого образца, подвергают тот же образец осевой нагрузке и определяют

его предел текучести, одну половину другой части партии образцов подвергают сжимающей нагрузке, а другую половину — растягивающей нагрузке и определяют их пределы текучести, по которым с учетом пределов текучести и выносливости отожженного образца,под вергнутого знакопеременной нагрузке, судят о пределе выносливости материала.