Способ испытания материалов на фреттинг-усталость



Способ испытания материалов на фреттинг-усталость
Способ испытания материалов на фреттинг-усталость
Способ испытания материалов на фреттинг-усталость

 


Владельцы патента RU 2556312:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к испытаниям материалов на фреттинг-усталость. Способ испытания материалов на фреттинг-усталость заключается в том, что испытуемый цилиндрический образец, в виде стержня переменного сечения с напрессованной на него втулкой контробразца, располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ. Втулка контробразца выполнена с диаметром, обеспечивающим натяг в области рабочего сечения образца. Техническим результатом является приближение условий испытания к эксплуатационным, характерным, в том числе соединениям с натягом. 3 ил.

 

Изобретение относится к испытаниям материалов на фреттинг-усталость.

Известен способ испытаний материалов на фреттинг-усталость, заключающийся в том, что образец в виде стержня, сопряженный коническим участком с коническим участком контробразца, зажимают гайкой и закрепляют в стакане, который устанавливается в захвате испытательной усталостной машины консольного изгиба с вращением (см. патент SU номер 1810794, кл. G01N 3/56, 1993 г.)

Недостатком этого способа является то, что при суждении о стойкости материала к фреттинг-усталости необходимо учитывать вклад касательных напряжений, возникающих при консольном изгибе с вращением. В эксплуатационных условиях возможны случаи, когда касательные напряжения при фреттинге возникают лишь при относительном перемещении образца и контробразца.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ испытания, при котором цилиндрический образец материала приводят во вращение, нагружают его изгибающей силой, прижимают к цилиндрической поверхности образца с противоположных сторон два вкладыша и создают нагрузку на вкладыши силами, равными по величине и противоположными по направлению (см. патент SU номер 1341538, кл. G01N 3/56, 1987 г.).

В этом способе для создания нагрузки на вкладыши необходимо размещать инерционные массы, которые обеспечивают неизменность усталостного нагружения [1]. Однако при эксплуатации соединений с натягом в присутствии фреттинга нагрузка не является постоянной. В результате фреттинга натяг ослабевает, а изменение нагрузки зависит от материала контактной пары.

В связи с изложенным техническим результатом полезной модели является приближение условий испытания к эксплуатационным, характерным, например, соединениям с натягом.

Поставленный технический результат достигается тем, что испытуемый цилиндрический образец в виде стержня переменного сечения с напрессованной на него втулкой контробразца располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ, причем втулка контробразца выполнена с диаметром, обеспечивающим натяг в области рабочего соединения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1: а - цилиндрический образец в виде стержня переменного сечения, б - втулка контробразца; на фиг.2 представлен общий вид цилиндрического образца в виде стержня переменного сечения (с напрессованной на него втулкой: а - в продольном разрезе, б - в поперечном сечении; на фиг.3 построены кривые усталости для образца 14ХН3МА: а - стандартный образец; б - образец с напрессованной втулкой контробразца Р6М5 с учетом объемного напряженного состояния.

Испытуемый образец в виде стержня переменного сечения 1 (А - большое сечение, Б - среднее сечение, В - рабочее сечение) с напрессованной втулкой контробразца 2 (d1 - большой диаметр отверстия, d2 - малый диаметр отверстия).

Принцип работы устройства заключается в следующем. Цилиндрический образец 1 изготавливается переменного сечения. Большое сечение А - стандартное под захват машины для усталостных испытаний типа НУ; среднее сечение Б, расположенное ближе к середине образца, необходимо для жесткой посадки втулки контробразца; малый диаметр образца В является рабочим сечением. В соответствии с диаметром рабочего сечения В подбирается захват машины типа НУ. На образец переменного сечения 1 напрессовывается втулка контробразца 2 таким образом, чтобы больший диаметр отверстия втулки d1 жестко сел на среднее сечение образца Б, тогда малый диаметр отверстия d2 расположится на рабочем сечении В. Малый диаметр втулки d2 должен обеспечить гарантированный натяг в соответствии с испытанием. Образец 1 с напрессованной на него втулкой контробразца 2 располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ. Во время испытания на рабочем сечении образца В в месте контакта со втулкой котробразца 2 образуется полоса фреттинга, в результате чего нормальная нагрузка ослабевает так, как это происходит в условии эксплуатации. Также данный способ позволяет построить усталостные кривые, характерные испытуемой контактной паре (фиг.3).

Литература

1. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2 ч. / Н.А. Махутов. - Новосиб.: Наука, 2005. - Ч.1: Критерии прочности и ресурса. - 494с. - ISBN 5-02-032493-0.

Способ испытания материалов на фреттинг-усталость, заключающийся в том, что испытуемый цилиндрический образец, в виде стержня переменного сечения с напрессованной на него втулкой контробразца, располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ, отличающийся тем, что втулка контробразца выполнена с диаметром, обеспечивающим натяг в области рабочего сечения образца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний резьбовых соединений, и может быть использовано для исследований износа резьбовых соединений труб нефтяного сортамента при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов. Устройство для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов содержит раму (1) с прикрепленными к ней электродвигателем (2), на валу которого установлен сменный диск (3) с исследуемой поверхностью, и направляющей (4), на которой установлена подвижная тележка (5).

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию дорожных покрытий, и может применяться в соответствующих областях народного хозяйства.

Испытательный цилиндр и способ испытания сверхтвердого компонента. Испытательный цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, продолжающуюся от первого конца до второго конца.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано при испытании сверхтвердых компонентов на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано для испытания сверхтвердого компонента на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке.

Предусмотрены стачиваемый цилиндр и способ изготовления данного стачиваемого цилиндра. Стачиваемый цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, проходящую от первого конца ко второму концу.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к измерительным устройствам, и может быть использовано не только для исследования свойств материалов, но и точности исследования износа трущихся поверхностей.

Изобретение относится к технике механических испытаний материалов на стойкость к истиранию до разрушения и может быть использовано, в частности, для испытаний на ледовое истирание.

Изобретение относится к технике механических испытаний материалов на стойкость к истиранию до разрушения и может быть использовано, в частности, для испытаний на ледовое истирание.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации. В качестве оцениваемого параметра состояния рассматривают температуру в зоне контакта. Строят график зависимости температуры по времени и выделяют установившийся участок изменения температуры во времени. Определяют температуру, соответствующую началу и окончанию установившегося режима работы. С учетом найденной температуры, соответствующей началу и окончанию установившегося режима работы, по имеющемуся графику зависимости температуры по времени определяют точки на графике, соотносящиеся с началом и окончанием установившегося режима работы, проекция которых на временную ось идентифицирует длительность этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. Технический результат - повышение точности определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. 2 ил.

Техническое решение относится к устройствам для измерения величины износа и температуры изделий при трении. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении содержит последовательно соединенные источник лазерного излучения, светоделитель и как минимум один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого размещен в изделии на глубине Н, равной или меньшей расстояния R до трущейся поверхности. А также последовательно соединенные один передающий волоконно-оптический световод, детектор и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении. Причем первый конец передающего волоконно-оптического световода соединен со вторым выходом светоделителя. Кроме того, на отрезке длиной L измерительного волоконно-оптического световода в области его второго конца сформирован внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении. Причем источник лазерного излучения выполнен как источник непрерывного лазерного излучения, а светоделитель - как оптический циркулятор. Технический результат - повышение диапазона непрерывного измерения величины износа, приходящегося на одно волокно, повышение точности измерений величины износа и температуры, упрощение конструкции устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Трибометр // 2559798
Изобретение относится к испытательным и обкаточным стендам. Трибометр состоит из предметного стола, ограничивающей рамки, заполняемой пробой насыпного груза, навески и тягового органа для предметного стола с прибором для определения его тягового усилия. Ограничивающая рамка с помощью опорных катков, закрепленных на боковых кронштейнах, опирается на продольные горизонтальные направляющие, закрепленные на стойках, нижние части которых закреплены на боковых кромках предметного стола. Нижние кромки ограничивающей рамки размещены с зазором над верхней поверхностью размещаемого на предметном столе слоя сыпучего груза. Технический результат - повышение точности измеряемых физико-механических показателей сыпучего груза, влияющих на выбор параметров проектируемых и выбираемых типов транспортных машин. 1 ил.

Изобретение относится к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано при создании новых сталей и сплавов с особыми свойствами для тяжелых условий эксплуатации, а также при оценке работоспособности модифицированных поверхностей и покрытий. Сущность: осуществляют перемещение с помощью привода относительно друг друга взаимно прижатых и расположенных под углом цилиндрических образцов. Каждый из двух образцов принудительно вращают вокруг своей оси, при этом один из образцов перемещают одновременно вдоль своей оси и оси второго образца. Технический результат: повышение достоверности результатов при исследовании работы пары трения в режиме приработки и расширение технологических возможностей при испытании. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания металлов и сплавов, а также композиционных материалов и покрытий на стойкость к абразивному изнашиванию при нормальной и повышенных температурах. Установка содержит основание, на котором установлены привод вращения, вертикальный вал, контртело в виде плоского кольца с абразивной массой на его поверхности, держатель образца, закрепленный на механизме нагружения, и грузы. Держатель образца состоит из двух электрически изолированных друг от друга медных токоподводящих пластин, соединенных с источником тока. Кольцо закреплено на барабане с возможностью их вращения вокруг вертикального вала, жестко закрепленного на основании. Под кольцом расположен электрический нагреватель в виде ленты из материала с высоким электрическим сопротивлением, концы которой подключены к двум медным кольцевым шинам, расположенным на поверхности барабана и электрически изолированным от него. Кольцевые шины находятся в скользящем контакте с неподвижными токоподводящими узлами, подключенными к источнику тока, а кольцо и электрический нагреватель расположены в теплоизоляционном кожухе. Технический результат: расширение технологических возможностей и повышение достоверности результатов испытаний за счет реализации нагрева образца проходящим через него током до температур 1100°C, нагрева контр-тела и абразивной массы с помощью электрического нагревателя до температур 600°C. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области определения свойств материалов в условиях сухого трения, преимущественно для испытания структурных зон металла, образующихся в результате сварочных технологических процессов или локальной поверхностной термической обработки концентрированными источниками нагрева. Сущность: осуществляют вращение контробразца с постоянной скоростью и прорезывание контробразцом в образце паза в зоне трибологического контакта при постоянной нагрузке до заданной глубины, чем обеспечивается постоянство условий испытаний. Диаметр контробразца D выбирается из условия D=(10÷50)h, где h - ширина образца. Технический результат: возможность ускорить процесс испытания, упростить измерение величины износа и получения достоверных результатов при проведении испытаний на износостойкость при жестком типе изнашивания (100% проскальзывание) материала образца в условиях сухого трения. 3 ил.

Изобретение относится к технологии оценки качества смазочных масел, в частности к определению их смазочной способности. Способ определения смазывающей способности масел заключается в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, пробу масла постоянной массы нагревают при определенной температуре в течение постоянного времени. Затем отбирают часть пробы окисленного масла, которую фотометрируют, и определяют коэффициент поглощения светового потока, а другую часть пробы окисленного масла испытывают на машине трения, определяют смазывающую способность по значениям коэффициента влияния тока. При этом пробу окисленного масла испытывают на машине трения при постоянных параметрах трения, пропускают через пару трения постоянный ток от внешнего стабилизированного источника напряжения, записывают диаграмму изменения тока в процессе трения, по которой определяют начало установившегося изнашивания и величину тока. Далее определяют коэффициент электропроводности граничного слоя как отношение тока, протекающего через граничный слой, к заданному току, определяют диаметр пятна износа и отношение коэффициента поглощения светового потока к диаметру пятна износа. Затем определяют падение напряжения UГС на граничном слое, разделяющем поверхности трения при установившемся изнашивании, по эмпирической формуле: U Г С = К П U ⋅ К Э Г С , где КП - коэффициент поглощения светового потока; U - диаметр пятна износа, мм; КЭГС - коэффициент электропроводности граничного слоя. Строят графическую зависимость падения напряжения на граничном слое от коэффициента поглощения светового потока, по которой определяют смазывающую способность испытуемого масла, причем чем больше значение падения напряжения на граничном слое, тем выше смазывающая способность. Техническим результатом является обоснованный выбор масел для двигателей внутреннего сгорания на основе комплексной оценки смазывающих свойств испытуемого масла по его оптическим свойствам, величине износа и коэффициенту электропроводности фрикционного контакта, отражающему сопротивляемость граничного смазочного слоя. 2 ил.

Использование: для определения эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов при воздействии кавитации. Сущность изобретения заключается в том, что одну грань исследуемого объекта упрочняют, после чего проводят кавитационное воздействие в герметичной камере с жидкостью при избыточном гидростатическом давлении, обработку исследуемого объекта ведут гидроакустическим потоком при плотности мощности ультразвукового излучения, достаточной для нахождения исследуемого образца во взвешенном состоянии, оценивают эрозионную стойкость по состоянию рельефа поверхности, его геометрическим и объемным параметрам по сравнению с первоначальным состоянием объекта. Технический результат: обеспечение возможности полной и объективной оценки эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик. Устройство содержит основание с закрепленной на нем стойкой и платформой, на которой установлен привод вращения вала и осевого его перемещения, узел нагружения образцов и систему измерения силы нагружения, дисковый контробразец, вал с размещенным на нем держателем образца, систему измерения силы трения. В качестве испытываемого образца устанавливается вырезанный темплет упрочненного гребня колеса после плазменной обработки толщиной 10-13 мм, в качестве контробразца - ролик, изготовленный из рельсовой стали, диаметром 40 мм и шириной 6 мм. Технический результат: повышение достоверности результатов оценки триботехнических свойств гребней колес, что обеспечит экономическую целесообразность выбранного режима и технологии поверхностного упрочнения колесных пар и надежность при эксплуатации без снижения работоспособности рельсов. 3 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной и приповерхностной структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала. Проводят эталонные испытания на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающие интенсивный адгезионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Строят эталонную - корреляционную зависимость «износостойкость - исходный параметр». Осуществляют статистический контроль только величины исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов, а прогнозирование износостойкости для текущей партии твердосплавных инструментов на основании зависимости. В качестве исходного параметра используют величину необратимой - пластической глубины внедрения наноиндентора в поверхность и приповерхностную область карбидного зерна, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К, возрастает. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. 2 ил.
Наверх