Установка для износоусталостных испытаний материалов

 

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и может быть использовано для износоусталостных испытаний материалов, а также для оценки влияния трения на характеристики сопротивления усталости. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при наличии изгибающего усилия, но и при различных напряжениях цикла. Предварительно производят испытания серии образцов 3 на усталость без трения, а для каждой последующей серии задают координаты локальной зоны, в которой устанавливают контробразец 6. Локальные зоны располагают в одном и том же сечении по наружной поверхности цилиндрических образцов 3, где действуют определенные напряжения цикла. В процессе испытаний регистрируют характеристики сопротивления усталости и строят семейство кривых усталости, по которым определяют вклад трения в усталостное повреждение материала. Механизм прижима контробразца 6 к образцу 3 выполнен в виде рычага 7 с контробразцом 6 и кольца 8, установленного соосно с держателем 2 образца 3 и прикрепленного к основанию 1 установки с возможностью его дискретного перемещения вокруг своей оси. На одном конце рычага 7 закреплен на тросе 11 груз 12 для прижатия контробразца 6 к образцу 3, а другой конец рычага 7 шарнирно установлен на кольце 8. На кольце 8 также шарнирно установлен шкив 13, на который опирается трос 11 с грузом 12 для обеспечения стабильности нагрузки, с которой контробразец 6 прижимают к образцу 3. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682319/28 (22) 20.04.89 (46) 07.08.91. Бюл. hh 29 (72) И.Г.Носовский, О.Н.Белас и Г.В.Цыбанев (53) 620.188.16 (088.8) (56) Драйгор Д., Вальчук Г. Влияние износа на усталостную прочность стали с учетом масштабного фактора. — Киев: АН УССР, 1962, с. 93-96. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗНОСОУСТАЛОСТ НЪ|Х ИСПЪ|ТАНИИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и может быть использовано для износоусталостных испытаний материалов, а также для оценки влияния трения на характеристики сопротивления усталости. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при наличии изгибающего усилия, йо и при различных напряжениях цикла. Предварительно производят испытания серии образцов 3 на усталость без трения, а для каждой

„„5U„„1668914 А1 последующей серии задают координаты локальной зоны, в которой устанавливают контробраэец 6. Локальные зоны располагают в одном и том же сечении по наружной поверхности цилиндрических образцов 3> где действуют определенные напряжения цикла, В процессе испытаний регистрируют характеристики сопротивления усталости и строят семейство кривых усталости, по которым определяют вклад трения в усталостное повреждение материала. Механизм прижима контробразца 6 к образцу 3 выполнен в виде рычага 7 с контробразцом 6 и кольца 8, установленного соосно с держателем 2 образца 3 и прикрепленного к основанию 1 установки с возможностью его дискретного перемещения вокруг своей оси. На одном конце рычага 7 закреплен Hà ðoñå 11 груз

12 для прижатия контробразца 6 к образцу

3, а другой конец рычага 7 шарнирно установлен на кольце 8. На кольце 8 также шарнирно установлен шкив 13, на который опирается трос 11 с грузом 12 для обеспечения стабильности нагрузки, с-которой контробраэец 6 прижимают к образцу 3. 5 ил.

4-М

1668914

Изобретение относится к области механических испытаний материалов и может быть использовано для иэносоусталостных испытаний материалов, а также для оценки влияния трения на характеристики сопротивления усталости.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при наличии изгибающего усилия, но и при различных напряжениях цикла.

На фиг. 1 изображена установка, общий

10 вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг.

3 — механизм прижима в различных положениях; на фиг. 4 — эпюра действующих напряжений цикла в сечении образца; на фиг. 5— семейство кривых усталости, Установка содержит основание 1, на ко.тором закреплен держатель 2 цилиндрического образца 3, привод 4 его вращения, узел 5 нагружения свободного конца образца 3 изгибающим усилием и механизм прижима контробразца 6 к образцу 3, выполненный в виде рычага, связанного цикла (фиг. 4). На фиг. Зб показан узел прижима, повернутый по часовой стрелке на

90 вокруг образца 3 относительно того положения, которое показано на фиг. За.

Изменяются координаты локальной зоны, в которой прижимают контробразец 6 к образцу Ç„а следовательно, изменяются и напряжения цикла, действующие в поверхностных слоях образца 3 (фиг.4). При повороте узла прижима еще на 90 по часо45

50 вой стрелке (фиг. Зв) прижатие контробразца 6 к образцу 3 осуществляется уже в локальной зоне сжатия его поверхностных слоев, т.е. где действуют минимальные напряжения цикла (фиг. 4), 55 средней частью с контробразцом 6, и кольца 25

8, установленного соосно держателю 2 образца 3 и прикрепленного к основанию 1 установки с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации, Для обеспечения этого кольцо 8 крепится к основанию 1 установ- 30 ки при помощи замков 9 и 10, например, типа струбцин. На одном конце рычага 7 закреплен на тросе 11 груз 12 для прижатия контробразца 6 к образцу 3, а второй конец

1 рычага 7 шарнирно установлен на кольце 8. 35 Для обеспечения стабильности нагрузки, с которой контробразец 6 прижимают к образцу 3, на кольце 8 шарнирно установлен шкив 13, предназначенный для огибания его тросом 11. 40

На фиг, За показано прижатие контробразца 6 к образцу 3 в локальной зоне растяжения его поверхностных слоев, т.е. там, где действуют максимальные напряжения

Установка работает следующим образом.

Предварительно проводят испытания на усталость по ГОСТУ серии образцов 3 из стали 45, для чего каждый образец 3 серии закрепляют в держателе 2. Для нагружения образца 3 изгибающим усилием на его свободном конце устанавливают узел 5. После выхода образца 3 на заданную частоту вращения 50 Гц приводом 4 производят нагружение образца 3 изгибающим усилием с помощью узла 5, а в процессе испытаний регистрируют характеристики сопротивления усталости и строят кривую усталости (фиг. 5, кривая 1).

Последующие серии образцов 3 подвергают износоусталостным испытаниям, при этом для каждой последующей серии задают координаты локальной зоны на наружной поверхности образца 3, в которой установлен контробразец 6 для организации внешнего трения. Для чего контробра.зец 6 закрепляют на рычаге 7, шарнирно установленном на кольце 8. Устанавливают кольцо 8 поворотом вокруг своей оси так, чтобы прижатие контробразца 6 к образцу

3 осуществлялось в локальной зоне растяжения поверхностных слоев образца 3, т.е. где действуют максимальные напряжения цикла (фиг. За), или в локальной зоне сжатия поверхностных слоев, т.е. где действуют минимальные напряжения цикла (фиг. Зв), Затем каждый образец 3 серии закрепляют в держателе.2, на свободном его конце устанавливают узел 5 и приводят во вращение приводом 4.

После выхода образца 3 на заданную частоту вращения 50 Гц производят нагружение образца 3 изгибающим усилием с помощью узла 5 и прижимают контробразец 6 к образцу 3 в одной из указанных локальных зон образца 3, а в процессе испытания регистрируют характеристики сопротивления усталости и строят кривые усталости (фиг. 5).

Кривая И усталости (фиг. 5) соответствует износоусталостным испытаниям, когда контробраэец 6 прижимают к образцу 3 в локальной зоне растяжения (фиг. За), а кривая III (фиг. 5) — в локальной зоне сжатия (фиг. Зв). Усилие прижатия контробраэца 6 к образцу 3 постоянное и равно 7 МПа.

Последующим вычитанием из суммарного воздействия от усталостного разрушения в трех указанных случаях определяют вклад трения в усталостное повреждение материала при различных напряжениях цикла.

Формула изобретения

Установка для износоусталостных испытаний материалов, содержащая основа1668914 ние, размещенный на нем держатель цилиндрического образца материала с приводом его вращения. узел нагружения свободного кон.ца образца изгибающим усилием, контробраэец и механизм прижима контробразца к образцу, отл и ч а ю ща яс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при наличии изгибающего усилия, но и при различных напряжениях цикла, механизм прижима контробразца к образцу выполнен в виде кольца, установленного на основании соосно с держателем образца с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации, рас5 положенного в плоскости кольца рычага, один конец которого шарнирно связан с кольцом, а средняя часть — с контробразцом, троса с грузом, связанного с другим концом рычага, и шкива, закрепленного на

10 кольце и предназначенного для огибания

его тросом.

1668914 1668914

%макс

Составитель Н.Вартэнова

Редактор И. Шулла Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 2652 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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