Способ испытания материалов на усталость при изгибе

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать материалы на усталость при циклическом деформировании. Цель изобретения - повышение достоверности испытания путем учета влияния сил трения. К свободному торцу консольно закрепленного захватом 1 цилиндрического образца 2 с кольцевой канавкой 3 перпендикулярно его оси прикладывают нагрузку. Приводят образец во вращение и измеряют изменение перемещения его свободного торца в зависимости от времени. Используют аналогичный основному дополнительный образец, закрепляют и нагружают его аналогично основному и одновременно нагружают его в зоне канавки 3 силой трения с контртелом 5. В качестве параметров влияния сил трения на зарождение в материале усталостных трещин определяют координаты экстремальных значений зависимостей изменений перемещений свободных торцов образцов от времени. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

92 А1 (19). (112 1)5 G 01 N 3/32!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCI

1 (21) 4473347/25-28 (22) 11,08.88 (46) 23,06.90. Бюл, N 23 (72) И.Г.Носовский, O.Н.Белас, Г,В,Цыбанев, В,Ф.Тесля,,В,А.Войтов и О.И,Носовский

:(53) 620.178.4 (088.8) (56) ГОСТ 25-,502-79. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ HA

УСТАЛОСТЬ ПРИ ИЗГИБЕ (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать материалы на усталость при циклическом деформировании, Цель изобретения - повьппение достоверности испытания путем учета влияния сил трения.

К свободному торцу консольно закреп2 ленного захватом 1 цилиндрического образца 2 с кольцевой канавкой 3 перпендикулярно его оси прикладывают нагрузку. Приводят образец во вращение и измеряют изменение перЕмещения его свободного торца в зависимости от времени. Используют аналогичный основному дополнительный образец, закрепляют и нагружают его аналогично основному и одновременно нагружают его в зоне канавки 3 силой трения с контртелом 5, В качестве параметров влияния сил трения на зарождение в -материале усталостых трещин определяют координаты экстремальных значений зависимостей изменений перемещений свободных торцов образцов от времени. 2 ил., ж

1 табл, 1573392

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытаний материалов на усталость при циклическом деформировании.

Цель изобретения — повышение достоверности испытания путем учета влияния сил трения, На фиг, 1 изображена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 — 10 зависимость изменения перемещения свободноro торца испытуемого образца от времени.

Схема. содержит захват 1 испытатель ной машины (не показана) цилиндричес- 15 ! кого образца 2. материала с кольцевой канавкой 3, элемент 4, например подшипник, предназначенный для приложения к свободному торцу образца 2 нагрузки, перпендикулярной его оси, контртело 5 пары трения с образцом 2 и элемент 6, предназначенный для поддержания постоянной силы контактного

:взаимодействия контртела 5и образца 2, Способ осуществляют следующим образом., К свободному торцу образца 2 перпендикулярно его оси прикладывают нагрузку, приводят его захватом 1 во вращение и измеряют изменение перемещения его свободного торца в зависимости от времени, Вначале прогиб образца и следовательно перемещение его свободного торца уменьшаются, происходит процесс упрочнения материала об35 разца 2 и повышение его прочностных и жесткостных характеристик, Затем в образце 2 материала начинают накапливаться повреждения, С образованием и развитием в образце 2 материала ус- 40 талостных трещин его прогиб и, перемещение свободного торца начинают увеличиваться. Зависимость изменения перемещения свободного торца образна 2 от временны йзображена на фиг. 2, Координаты (Нп, Т,) экстремальной точки В этой зависимости являются характерными параметрами зарождения усталостных трещин, За тремя Т ((ффиигг, 2) происходит разви" тие трещин до опасных размеров, что приводит к увеличению скорости изменения перемещения свободного торца образцаца. с момента, отмече ííî ro точкой

С. В момент, обозначенный точкой П, образец 2 разрушается, Затем используют аналогичный пер55 вому дополнительный образец 2, Нагружают его аналогично первому и одновременно в зоне канавки 3 нагружают сил трения на возникновение и развитие усталостных трещин, Усталостные испытания при дейУсталостные испытания

Параметр ствии нагрузки трения

Н, мкм

T мин

250

330

51

T мин

К, мкм/мин

K мкм/мин

Б, =7,418

6,471

10,313

13, 889

11,364 мкм/мин

" =1,051 мкм/мин

Формул а изобретения

Способ испытания материалов на усталость при изгибе, заключающийся в тоМ, что цилиндрический образец материапа с. кольцевой канавкой закрепляют консольно одним торцом, к с вободному силой трения путем. воздействия на неt го постоянной силой, при которой контактные напряжения не превышают предела текучести испытуемого материала, Получают новую зависимость изменения перемещения свободного торца образца

2 от времени, с новыми координатаьы ее характерных точек В, С, D., Рассчитывают коэффициенты: К„=Нд /

/T<, К =Н /Tz для основного образца и ((К1=Ч„/Т,, К =H„/T для дополнительного образца, а также коэффициенты Б,=

=К, -К, Б =К -К, которые являются количественной характеристикой степени влияния трения на процессы зарождения и развития усталостных трещин в образце материала, Пример . Испытыв ают обр аз ец УКИ10И, изготовленный из нормализованной стали 45, Из этой же стали выполняют контртело в форме цилиндра радиусом

2,5 мм, Сопряжение пары трения — сопряжение двух цилиндров с одинаковыми ра/ диусами и взаимно перпендикулярными осями. Трение осуществляют в среде масла MC20 при воздействии на контртело постоянной силой 7 МПа, Скорость скольжения

0,785 м/с, Амплитудное значение изгибного напряжения в зоне канавки 400 KIa, Результаты испытаний приведены в таблице и показывают значительное влияние

Составитель Ю. Виноградов

Техред А. Кравчук Корректор 0,Кравцова

Редактор С,Патрушева

Заказ 1640,Тираж.505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 157339 торцу перпендикулярно его оси прикладывают нагрузку, приводят во вращение образец и определяют параметры деформирования образца, по которым судят о его усталости, о т л и ч а ю щ и й—

5 с я тем, что, с целью повышения достоверности испытания путем учета влияния сил трения, используют аналогично основному дополнительный образец, закрепляют и нагружают его аналогично

2 6 основному и одновременно нагружают его в зоне канавки силой трения путе4 воздействия на него постоянной силой, при которой контактные напряжения в зоне канавки не превышают предела текучести испытуемого материала, а в качестве параметров определяют координаты экстремальных значений зависимостей изменений перемещений свободных торцов образцов от времени,