Способ испытания материалов наусталость

 

О Il И С А Н И Е ()836564

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советск их

Социапистическик

Рес убпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид- ву (22) Заявлено 06.12.76 (21) 2427949 25-28 с присоединением заявки М— (5! )М. Кл.

G 01 N 3/32 фюеударктааииыВ ItoNNoT

СССР ае делам изебрвтений и еткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.06.81. Бюллетень М21

Дата опубликовании описания 09.06.81 (53) УДК 620.178.3 (088.8) (54) СПОСОБ. ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ

1, Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механическим испытаниям конструктивнных матералоов на усталостную прочность.

Известен способ испытания материалов на усталость, включающий циклическое нагружение образца на заданном уровне напряжения до определения начального значения и скорости линейного изменения какого-либо регистрирующего физического параметра, чувствительного к накоплению усталостных поврежде- 1Е ний, и последующее изменение нагрузки с определением критического значения этого параметра f1).

Недостатком этого способа испытаний при построения полной диаграммы усталости .6-8(d-амплитуда напряжений, N - число циклов до разрушения) является необходиMocTb на каждом уровне напряжений испы-тывать новые образцы, что повышает трудоемкость испытаний, Целью изобретения является сокращение трудоемкости испытаний за счет уменьшения числа испытываемых образпов при определе2 нии усталостной долговечности материала на нескольких уровнях напряжений.

Эта цель достигаетсл тем, что образец испытывают на заданных уровнях напряжений с поочередным увеличением их для определения начальных значений физического параметра для этих уровней, а затем.с поочередным умень- шением их для определения скоростей изменения и критических значений этого параметра, и по соотношению указанных. значений судят об усталостной долговечности материала при заданных уровнях напряжений.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1. приведена типичная кривая с тремя периодами изменения физического параметра + с ростом числа циклов нагрузки. N при непрерывных испьпаниях до разрушения образца с постоянной амплитудой напряжений; на фиг. 2 — показан порядок нагружения образца по данному способу испытаний в координатах1 напряжение 8 — число циклов Йи кривые изменения физического параметра %-14, соответствующие этому порядку нагружения.

836564

Испытания проводят следующим образом.

В процессе испытания непрерывно регистрируют какой-либо изменяющийся физический. параметр материала образца, чувствительный к накоплению усталостных повреждений, например, температуру разогрева, рассеяние энергии, амплитуду деформации, резонансную частоту колебаний и т.д.

Первый (эталонный) образец испытывают до разрушения по обычной методике при относительно высоких амплитудах напряжений для получения типичной кривой (фиг.1) и выбора уровня напряжений 6„. Напряжение 6 принимают за верхний предел диапазона напряжений, нижний предел диапазона напряжений Я принимается по заданию на испытания.

В диапазоне напряжений 8> б„намечают

3 — 6 ступеней нагружения. Следующий образец испытывают на всех намеченных уровнях напряжений с последовательностью нагружения, показанной на фиг. 2: образец последовательно нагружают до напряжений би, б, 6 с кратковременными разгрузками после достижения начала линейных участков на кривых .Е: — t4 (точки с4,,аз, a ).

На верхнем уровне Я испытание продол1 жают до достижения критического значения параметра 1 (точка Ъ1), соответствующего концу линейного участка на кривой г -К.

Затем образец аналогичным образом испытывают на уровнях <з и 6 (до точки Ь и

Ь ), и на уровне Gp образец испытывают до разрушения (точка С„). Кратковременные разгрузки образца между ступенями в точках а и Ъ„ производят по визуальным наблюдениям за ходом кривых t-I . Значения параметра щ и 1 „. и скорости его изменения, для каждого уровня напряжений определяют графически по соответствующим кривым +-И (фиг. 2). При этом значения Ьд„ отсекаются на ординатах касательными к кривым в точке д„.

По проекции участка кривой ЬИсцна ось Й определяют продолжительность третьего пери ода усталости при напряжении бн

Число циклов до достижения критической величины физического параметра Ъ;, т.е. до конца линейного изменения параметра на данном уровне напряжений (фиг. 1) при непрерывном нагруженин, определяют по фор-. муле:

М 461 toll.

Ф. сь

Долговечность при непрерывном нагружении до разрушения образца равна: йс;= МЬ Мз„, 5 где И3; — число циклов в третьем, периоде для данного уровня напряжений.

Значения Й 3 для верхнего б„ и нижнего

8,4 напряжений определяют па результатам испытания образцов до разрушения на этих

ip уровнях, как описано выше. Для промежуточных напряжений (8, Ьз ) величину Й определяют по тарировочному графику линейной зависимости N>t,К вЂ” кН, который строят, исходя иэ результатов, йолученных для эталонного образца и образца, разрушенного на уровне напряжений бн .

Данный способ позволяет уменьшить необходимое количество образцов при построении полных диаграмм усталости в 3 — 4 раза и значительно сократить время испытаний.

Формула изобретения

Способ испытания материалов на усталость, включающий циклическое нагруженне образца на заданном уровне напряжений до определения начального значения и скорости линейного изменения какого-либо регистрирующего физического параметра, чувствительного к накоплению усталостных повреждений, и последующее изменение нагрузки с определением критического значения этого параметра, о тличающийся тем,что,сцелью сокращения трудоемкости испытаний за счет уменьшения числа ° испытываемых образцов при определении усталостной долговечности материала на нескольких уровнях напряжений, образец испьггывают на заданных уровнях напряжений с поочередным увеличением их для определения начальных значений физического параметра для этих уровней, а затем с поочередным уменьшением их для определения скоростей изменения и критических

45 значений этого параметра, и по соотношению указанных значений судят об усталостной долговечности материала при заданных уровнях напряжений.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 563597, кл. 6 01 N 3/32, 1975.

836564

Составитель Н. Прохоров

Техред С. Мигунова Корректор А. Гриценко

Редактор Ж. Рожкова

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.Заказ 3106/33 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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