СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ Российский патент 1994 года по МПК G01N3/32 

Описание патента на изобретение RU2017115C1

Изобретение относится к машиностроению, к способам построения усредненной кривой усталости образцов и деталей путем испытаний их плавно возрастающей нагрузкой.

Известен способ испытания материалов на усталость, заключающийся в том, что одну партию образцов материала нагружают от уровня напряжения выше предела выносливости материала, а другую - при одинаковых скоростях роста напряжений - от уровня, не превышающего предел выносливости.

Недостаток способа - ограниченные возможности: при испытаниях определяют только один параметр кривой усталости - предел выносливости.

Цель изобретения - повышение информативности за счет определения всех параметров кривой усталости.

С этой целью нагружение первой партии образцов осуществляют при различных скоростях роста напряжений, одна из которых равна нулю.

Способ реализуется следующим образом.

Первый образец нагружают при постоянной скорости α роста напряжений от начального уровня σ11 выше ожидаемого предела выносливости σR и фиксируют разрушающее напряжение σp1 .

Исходя из степенного уравнения кривой многоцикловой усталости в виде
σm N = σRm NG = 10c , (1) где σ и N - текущие напряжение и число циклов до разрушения;
m, σR (или NG), С - параметры; NG - абсцисса точки перелома кривой усталости, и линейной гипотезы суммирования усталостных повреждений, записывают условие разрушения в виде
( σpI )m+1 - (σ1I )m+1 = α ( m + 1 ) ˙ 10c .

(2)
Второй образец испытывают при постоянном напряжении σq ≥ σ1I (скорость роста напряжения α = 0), фиксируют число циклов Nq и записывают условие разрушения согласно уравнению (1) в виде
σqm Nq = 10c . (3)
Из условий (2) и (3) получают уравнение
( σpI )m+1 - (σ1I )m+1 - α (m + 1 )σqm Nq = 0,
(4) из которого методом подбора определяют параметр m усредненной кривой усталости. Параметр С находят по условию (3).

Третий образец нагружают при постоянной скорости α роста напряжений от начального уровня σ1 не выше предела выносливости σR , фиксируют разрушающее напряжение σp , переписывают условие (2) в виде
σpm+1 - σRm+1 = α ( m + 1 ) ˙ 10c (5) и, исходя из условия (5), определяют предел выносливости по формуле σR = [ σpm+1 - α ( m + 1 ) ˙ 10c ]1/(m+1) (6)
П р и м е р. Способ был осуществлен при испытаниях на изгиб трех осей диаметром 50 мм, изготовленных из стали 45. По данным ранее проведенных традиционных испытаний 16 осей получены параметры кривой усталости: m = 4,502, C = 16,344, σR =125 МПа.

Первую ось испытывали от начального напряжения σ11 = 155 МПа при скорости роста напряжения α1 = 50 Па/цикл. Получили разрушающее напряжение σp1 = 228,7 МПа. Вторую ось испытывали при постоянном напряжении σq = 185 МПа (α2 = 0) и зафиксировали число циклов Nq = 1,872 106 циклов. Из уравнения (4) нашли m = 4,281. По условию (3) вычислили С = 15,978.

Третью ось испытывали от начального уровня σ1 = 100 МПа при скорости роста напряжений α3 = 50 Па/цикл и получили σp = 225,0 МПа. По формуле (6) определили предел выносливости σR= 128,2 МПа. Полученные результаты близки к результатам традиционных испытаний осей.

Таким образом, по результатам испытаний трех осей определили все параметры кривой усталости, подчиненной уравнению (1), и получили возможность ее построения.

Похожие патенты RU2017115C1

название год авторы номер документа
Способ определения предела выносливости материала образца 1988
  • Олейник Николай Васильевич
  • Коноплев Анатолий Васильевич
  • Скляр Светлана Петровна
  • Бессараб Вадим Максимович
SU1587401A1
Способ испытания материала на усталость 1988
  • Олейник Николай Васильевич
  • Коноплев Анатолий Васильевич
  • Бессараб Вадим Максимович
SU1552064A1
Способ определения предела выносливости материала стального образца 1988
  • Олейник Николай Васильевич
  • Скляр Светлана Петровна
  • Бессараб Вадим Максимович
SU1672277A1
Способ усталостных испытаний материалов 1988
  • Олейник Николай Васильевич
  • Коноплев Анатолий Васильевич
  • Бессараб Вадим Максимович
SU1534372A1
Способ испытания материалов на усталость в коррозионной среде 1991
  • Олейник Николай Васильевич
  • Скляр Светлана Петровна
  • Бессараб Вадим Максимович
SU1826030A1
СПОСОБ УСКОРЕННОГО ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА НА УСТАЛОСТЬ 1990
  • Почтенный Е.К.[By]
  • Ракицкий А.А.[By]
  • Шоломицкий В.И.[By]
RU2028602C1
Способ испытания зубчатых колес на контактную усталость 1989
  • Олейник Николай Васильевич
  • Бессараб Вадим Максимович
SU1721458A1
ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО 1991
  • Олейник Н.В.
  • Бессараб В.М.
RU2017041C1
Способ испытания зубчатых колес на контактную усталость 1989
  • Олейник Николай Васильевич
  • Бессараб Вадим Максимович
  • Скляр Светлана Петровна
SU1737321A1
Способ определения удельной контактной нагрузки в зубчатой передаче 1989
  • Олейник Николай Васильевич
  • Бессараб Вадим Максимович
SU1730561A1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ

Изобретение относится к машиностроению, к способам построения усредненной кривой усталости образцов и деталей путем испытания их плавно возрастающей нагрузкой. Одну партию образцов нагружают от уровня напряжения выше ожидаемого предела выносливости, а другую (при одинаковых скоростях роста напряжений) - от уровня, не превышающего предел выносливости. С целью повышения информативности способа за счет определения всех параметров кривой усталости первую партию образцов нагружают при различных скоростях роста напряжений, одна из которых равна нулю.

Формула изобретения RU 2 017 115 C1

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ, заключающийся в том, что одну партию образцов материала нагружают от уровня напряжения выше предела выносливости материала, а другую - при одинаковых скоростях роста напряжений от уровня, не превышающего предел выносливости, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности путем определения всех параметров кривой усталости, нагружение первой партии образцов осуществляют при различных скоростях роста напряжений, одна из которых равна нулю.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2017115C1

Олейник Н.В., Греченко П.И
Линейная гипотеза суммирования усталостных повреждений и ускоренное определение предела выносливости.// Проблемы прочности , 1989, N 3, с.113-115.

RU 2 017 115 C1

Авторы

Олейник Н.В.

Скляр С.П.

Бессараб В.М.

Коноплев А.В.

Даты

1994-07-30Публикация

1991-03-04Подача