Способ определения предела выносливости материала


 


Владельцы патента RU 2416086:

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения предела выносливости материала. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности испытаний и повышение производительности при определении предела выносливости σ-1 для симметричного цикла нагружения упруго-пластичных материалов. Способ определения предела выносливости материала для симметричного цикла нагружения заключается в нагружении образца исследуемого материала растяжением с постоянной скоростью деформирования после предварительного однократного разгружения с величины нагрузки, равной (σтв)/2, до нулевого значения, измерении времени повторного нагружения до напряжения (σтв)/2 и времени до физического разрушения образца. О пределе выносливости судят по соотношению σ-1=ty/tpσy, где σ-1 - предел выносливости материала для симметричного цикла нагружения, ty - время развития упругой деформации, tp - время до физического разрушения образца, σу - напряжение развития упругой деформации, равной (σтв)/2. 1 табл.

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения предела выносливости материала.

Известен способ определения предела выносливости материала [1], заключающийся в испытании стандартных образцов на растяжение с постоянной скоростью деформирования. По записываемой диаграмме p-t (нагрузка - время нагружения) измеряют время ty развития упругой деформации и время tв до разрушения образца, определяют предел σв прочности его материала, а о пределе σ-1 выносливости судят по соотношению

σ-1=ty/tвσв

Недостатком способа является необходимость получения диаграммы деформирования в момент проведения испытания, а также трудность определения участка диаграммы упругой работы материала.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение точности испытаний и повышение производительности при определении предела выносливости σ-1 для симметричного цикла нагружения упруго-пластичных материалов.

Решение поставленной задачи достигается нагружением образца исследуемого материала растяжением с постоянной скоростью деформирования после предварительного однократного разгружения с величины нагрузки, равной полусумме (σтв)/2 предела текучести материала (σт) и предела прочности материала (σв), до нулевого значения, измеряют время повторного нагружения до напряжения (σтв)/2 и время до физического разрушения образца, а о пределе выносливости судят по соотношению

σ-1=ty/tpσy

где σ-1 - предел выносливости материала для симметричного цикла нагружения, ty - время развития упругой деформации при повторном нагружении, tp - время до физического разрушения образца при повторном нагружении, σу - напряжение развития упругой деформации при повторном нагружении, равное (σтв)/2. Способ осуществляется следующим образом.

Из исследуемого материала изготавливают по 3-6 стандартных образцов. Нагружение образцов исследуемого материала осуществляют растяжением на машине типа Р-20 с постоянной скоростью деформирования. Первоначально производят нагружение образца до нагрузки, равной полусумме (σтв)/2 предела текучести материала (σт) и предела прочности материала (σв), после чего производят его полную разгрузку до нулевого значения. Затем измеряют время повторного нагружения ty развития упругой деформации до напряжения σу=(σтв)/2 и время tp до физического разрушения образца, а о пределе выносливости судят по соотношению

σ-1=ty/tpσy

Пример

Испытанию подвергали стандартные образцы из различных материалов. Образцы испытывали на разрыв со скоростью нагружения 1,7 мм/мин на машине типа Р-20. Предел выносливости определяли при симметричном изгибе на машине типа МУИ 6000. Результаты испытания материалов приведены в таблице.

По результатам испытания можно сделать вывод о целесообразности применения данного метода, т.к. расхождений между опытными и справочными данными мало [2], а время, затраченное на определение предела выносливости, значительно сокращено.

Марка материала σт, МПа σв, МПа ty/tp σу, МПа σ-1 База испытаний, циклов
Предлагаемый Стандартный
Бронзы алюминиевые
Бр.АЖ9-4 340 510 0,43 425 182,8 185 106
Бр.А5 490 810 0,21 650 136,5 134 2×107
Алюминиевые сплавы деформируемые
АМг2М 90 180 0,89 135 120,2 120 5×108
АК4-1 265 445 0,36 355 127,8 130 2×107
Углеродистые стали
Ст 3 215-240 375-470 0,58 295-355 171,1-205,9 170-220 107
30Г 315-320 555-700 0,57 435-510 248-290,7 220-320 107
30ХГСА 843-1489 1107-1711 0,48 975-1600 468-768 480-700 107

Литература

1. А.с. СССР № SU 1665278 A1, G01N 3/32, опубл. 23.07.91.

2. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В.; Отв. ред. Писаренко Г.С. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Наук. думка, 1988. - 736 с.

Способ определения предела выносливости материала для симметричного цикла нагружения, заключающийся в том, что нагружение образца исследуемого материала осуществляют растяжением с постоянной скоростью деформирования и измеряют время развития упругой деформации и время до физического разрушения образца, а также определяют предел прочности образца, а о пределе выносливости судят с учетом максимальной величины нагрузки, отличающийся тем, что нагружение образца исследуемого материала осуществляют растяжением после предварительного однократного разгружения с величины нагрузки, равной полусумме (σтв)/2 предела текучести материала (σт) и предела прочности материала (σв) до нулевого значения, измеряют время повторного нагружения до напряжения (σтв)/2 и время до физического разрушения образца, а о пределе выносливости судят по соотношению σ-1=ty/tpσy, где σ-1 - предел выносливости материала для симметричного цикла нагружения, ty - время развития упругой деформации, tp - время до физического разрушения образца при повторном нагружении, σу - напряжение развития упругой деформации при повторном нагружении, равной (σтв)/2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность образцов материалов и изделий, в частности, группы совместно работающих стоек горных крепей или их макетов.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения жесткости горизонтальных швов в двухслойных конструкциях балочного типа. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к области обувного производства, а именно к исследовательскому приборному комплексу, предназначенному для определения зависимости жесткости каблука при взаимодействии его с опорной поверхностью, что имеет место в фазе переднего толчка при ходьбе.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при определении упругих свойств пород, результаты определений которых могут быть использованы при бурении скважин и разработке нефтяных и газовых месторождений

Изобретение относится к испытательной технике, к способам и устройствам для исследования деформационных свойств материалов при изучении их демпфирующих свойств

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность, преимущественно образцов эквивалентных материалов, используемых при моделировании физико-механических процессов в горном массиве

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к области машиностроения (литейное производство), более конкретно к способам определения механических свойств материалов литых стержневых деталей, а именно к способам определения динамических: модуля упругости Юнга и коэффициента Пуассона

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения оптимального числа нагелей в двухслойных деревянных конструкциях балочного типа

Изобретение относится к области измерений и, в частности, к способам контроля механических характеристик композиционных материалов путем исследования электромагнитной эмиссии при трещинообразовании и разрушении

Изобретение относится к механическим испытаниям изделий, в частности к вибрационным усталостным испытаниям деталей
Наверх