Способ испытания материала на усталость

 

Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам усталостных испытаний. Цель изобретения - упрощение способа. Первый образец нагружают циклически до разрушения при постоянной скорости роста уровня нагрузки и определяют разрушающее напряжение. Второй образец нагружают циклически при постоянном уровне нагрузки, равном разрушающему напряжению первого образца, по долговечности которого определяют суммарную наработку до разрушения, с учетом которой по разрушающему напряжению первого образца определяют предел выносливости. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

52064 А1 (19) (11) (51) 5 С 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1. (21) 4444281/25-28 (22) 21.06.88 (46) 23.03.90. S . У 11 (71) Одесский институт инженеров морского флота (72) Н.В.Олейник, А.В.Коноплев и В.М.Бессараб, {53) 620.178,(088.8) (56) Олейник Н.В., Коноплев А.В.

Метод ускоренного определения характеристики усталости деталей станков./В сб. — Металлорежущие станки:

Республ. межведом. научно-,технич ° сборник, 1985, вып. 13, с.76-81. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА

ПРОЧНОСТЬ

Изобретение относится к испытаниям материалов, к cnoñoáàì усталост- . ных испытаний.

Цель изобретения — упрощение способа. На чертеже представлена диаграмма напряжение — число циклов с нанесенными на ней разрушающим напряжением и суммарной наработкой до разрушения.

Устройством для реализации способа является испытательная машина, позволяющая плавно изменять уровень циклического нагружения, снабженная счетчиком числа циклов и средствами измерения нагрузки, Способ осуществляют следующим образом.

Циклически нагружают образец или элемент конструкции от уровня 6, не выше предела выносливости 6>

2. (57) Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам усталостных испытаний. Цель изобретения — упрощение способа. Первый образец нагружают циклически до разрушения при постоянной скорости роста уровня нагрузки и определяют разрушающее напряжение. Второй образец нагружают циклически при постоянном уровне нагрузки, равном разрушающему напряжению первого .образца, по долговечности которого определяют суммарную наработку до разрушения, с учетом которой по разрушающему напряжению первого образца определяют предел выносливости. 1 ил. с постоянной скоростью ob роста напряжения до разгружения. Определяют разрушающее напряжение 6 . Для повышения точности испытывают в одинаковых условиях партию образцов и определяют среднее значение разрушающего напряжения б

Второй образец (или соответственно партию образцов) испытывают при постоянном уровне напряжения 6 и опP ределяют долговечность N или соотF ветственно среднюю долговечность N во второй партии образцов, после чего определяют суммарную наработку до разрушения первого образца, соответствующую начальному напряжению, равному пределу выносливости: и

N са

1552064 где к — показатель степени в уравнении IIp() (для многих материалов r = 0,5).

После этого опрецеляют предел выносливости по формуле

6 QP с п

Np (6 -б )""

К где ш и cù — параметры.

Суммарная долговечность, соответствующая пределу выносливости до разрушения, при испытаниях монотонно увеличивающейся нагрузкой определяется из выражения

GIF 6 Ж

Разность б †(7 можно ньфазить через параметры кривой усталости, основываясь на уравнении Вейбулла и линейной гипотезе суммирования повреждений:

6P -G> =}Оь(тих+1) 10 ") "® " (4)

Наработку до разрушения (Э) с учетом (4) можно представить н ниде ( sWm ч1) 10 ) " и (5) Прогрессирующее накопление усталостных повреждений объекта происходит при напряжениях, превышающих предел выносливости. Поэтому при испыTBHHH. oáúåêòà при возрастающем на1 пряжении от любого начального уровня, принимаемого не выше предела вы носливости, разрушение происходит при одинаковых разрушающих напряжениях (беэ учета рассеяния) . Поэтому приб„(Gg зависимость б0 (n ) (кривая 1) вырождается н горизонталь (для ее построения достаточно одной точки) .

Для определения наработки до разрушения согласно известному способу строят второй участок путем испытания дополнительных образцов до разрушения с возрастающей нагрузкой, начиная от уровней, выше предела выносливости. Определить указанную величину более просто, так как при описании кривой 2 усталости уравнением Вейбулла суммарная долговечность до разрушения И, соответствующая напряжению 6 „выражается уравнением.

Находят отношение пе La(m+1) ° 10 ") " (бу- Gg)

P

ы ° 10 (-

Преобразовав выражение (6) с учетом формулы (4), получают

}е (7) П

N или

Ь . 10cw пс

+ 1 °

Np 4

Введя об оэ нач ения (8) 1

Х

m + 1 (9) 20

А = ((т +1) 10 ) " . (10) и подставив (9) и (10) в уравнение (4), получают уравнение П ()

25 Q -=Д +A g

g (11)

Неэанисимо от скорости увеличения нагрузки 0) и начальной абсциссы кривой усталости Вейсбулла с„„ отношение n /Np зависит только от параметра ш и является величиной, обратной показателю степени уравнения П)0 — = m +1 = — или и = — -, (12) пс

35 И1 щ r с

Принимая r = 0,5, т.е. m+ = 1, получают пс/N}) = 2.

Пример. Испытанию подвергают

10 блоков гидроцилиндров, из которых

P пять — при напряжении, возрастающем от начального уровня, равного 5

100 МПа, со скоростью Ы=50 Па/цикл, и пять — при неизменном напряжении, равном осредненному разрушающему напряжению, полученному по результатам испытаний первых пяти объектов:

= &8„,/и = 14 МПа.

По результатам испытаний при неизменном напряженки определяют среднюю долговечность объектов

<о

N> =, N ./n 3,,07 10 циклоь.

5.5 i=e

По зависимости N p/Q =г где

У показатель степени в уравнении П определяют суммарную наработку до

Формула изобретения пср

Составитель Д.Поспелов

РедактоР И.ДеРбак ТехРед М. Ходанич Корректор, А. Обручар

Заказ 325

Тираж 498

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

5 155 разрушения объекта, испытанного при нормальном напряжении, возрастающем ! от начального уровня G,, равного пределу выносливости. Она составляет и „=Йр/r = 6,110 10 циклов.

Предел выносливости рассчитывают по зависимости разрушающих напряжений от суммарной наработки до разрушения: . - Ор -Ы п р 112 МПа, что удовлетворительно совпадает с определенным стандартными методами пределом выносливости.

Способ испытания материалов на усталость, заключающийся в том, что

2064 6 образец материала нагружают циклически при росте с постоянной скоростью уровня напряжения, начиная от уровня, не выше предела выносливости, определяют разрушающее напряжение, циклически нагружают второй образец до разрушения и определяют величину наработки материала до разрушения, с учетом которой по разрушающему напряжению первого образца определяют предел выносливости материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, нагружение второго образца осуществляют при постоянном уровне нагрузки, равном,разрушающему напряжению первого образца, а о величине наработки до разрушения судят по долговечности

20 второго образца.