Способ испытания материала на износ

 

Сущность изобретения: образцы, находящиеся в нагруженном состоянии, выполняют в форме пластин. Нагруженное состояние в каждом образце создают воздействием усилием растяжения, сжатия или их комбинацией. В одном образце напряженное состояние создают соответствующим эксплуатационному. Для всех образцов определяют износ посредством смещения друг относительно друга введенных в контакт образцов и контробразцов. По полученным результатам судят о степени износа конструкции или об оптимальном напряженном состоянии при износе.

Изобретение относится к методам испытаний на износ с целью определения износостойкости конструкционных, преимущественно полимерных материалов.

Известные способы испытаний на износ заключаются в проведении в контакт испытываемого образца с контробразцом, смещают их относительно друг друга и измеряют степень износа образца (a.c.CCCP N 1580224, 1460672).

Недостатком известных способов является отсутствие учета напряженного состояния, в котором находится конструкция, из материала которой изготовлен образец.

Прототипом заявляемого способа является а.с.СССР N 877406. Согласно прототипу в образце создают состояние циклического изгиба и определяют сопротивление материала одновременному воздействию трения и переменного изгиба.

В реальных же конструкциях в общем случае напряженное состояние характеризуется различным сочетанием напряжений, создание которых невозможно по прототипу. Кроме того, прототип не дает возможность определить вид напряженного состояния, при котором износ является наименьшим.

Целью изобретения является повышение точности измерения износа путем создания в образце напряженного состояния, существующего в конструкции, и увеличение износостойкости за счет определения оптимального вида напряженного состояния и реализации его в конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно предлагаемому способу образец из испытываемого материала, находящийся в напряженном состоянии, вводят в контакт с контробразцом и смещают их друг относительно друга и измеряют степень износа, например, по потере массы. Поверхностный слой конструкции может находиться в состоянии двухосного (плоского) растяжения, плоского сжатия, растяжения в одном и сжатия в перпендикулярном ему направлениях, сдвига, одноосного растяжения или сжатия. Напряженное состояние поверхности может изменять степень износа как в сторону увеличения, так и уменьшения. Оценивая степень износа в зависимости от вида напряженного состояния, можно либо увеличить тем самым точность определения степени износа конструкции, либо определить оптимальное, с позиции износа, напряженное состояние, которое следует создавать в конструкции в условиях эксплуатации.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Образец в форме пластины устанавливают в приспособлении, содержащем две опоры, одна из которых имеет возможность смещаться в резьбовом соединении (пара винт-гайка). С помощью подвижной опоры образец сжимают на заданную величину, фиксируемую либо по перемещению опоры, либо по возникающему усилию (например, методом тензометрии), и, установив в держателе, вводят в контакт с контробразцом и, смещая их друг относительно друга, проводят испытание на износ. При этом, если напряженное состояние образца соответствует существующему в конструкции, способ позволяет более точно, чем по известным решениям, оценить ее износостойкость, а путем измерения напряженного состояния найти оптимальное сочетание напряжений, при котором износ минимален.

Пример 2. Образец в форме пластины зажимают в приспособлении, имеющем два захвата, один из которых может смещаться, как в примере 1, после чего образец растягивают на требуемую величину и, установив в держателе, проводят испытания на износ. Результат испытаний позволяет оценить износостойкость материала в сравнении с испытаниями по примеру 1 и сделать вывод о том, какое напряженное состояние является более благоприятным.

Пример 3. Образец в форме пластины зажимают в приспособлении, имеющем четыре захвата, и создают в нем плосконапряженное состояние растяжения по двум направлениям, либо растяжения в одном сжатия в перпендикулярном направлении. После испытаний сравнивают износ с результатами по примерам 1 и 2 и определяют оптимальный вид напряженного состояния, либо, если напряженное состояние в каком-нибудь из примеров соответствует существующему в конструкции, находят точное значение износа для данной конструкции.

Формула изобретения

Способ испытания материала на износ, заключающийся в том, что образец из испытываемого материала, находящийся в напряженном состоянии, закрепляют в держателе, вводят в контакт с контробразцом, смещают их друг относительно друга и определяют износ образца, отличающийся тем, что используют дополнительные образцы, находящиеся в напряженном состоянии, все образцы выполняют в форме пластин, напряженное состояние в каждом образце создают посредством воздействия усилием растяжения, сжатия или их комбинацией, при этом напряженное состояние в одном из образцов создают соответствующим эксплуатационному, износ определяют для каждого образца, а по результатам судят о степени износа конструкции или об оптимальном напряженном состоянии при износе.