Способ определения циклической прочности материала конструкции Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для определения циклической прочности материала конструкции.

Цель изобретения - повышение точности определения прочности за счет конкретизации момента измерения декремента колебаний материала образца.

На фиг, 1 приведена зависимость амплитуды напряжения от числа циклов нагружения до разрушения; на фиг, 2 - зависимость декремента колебаний от числа циклов нагружения.

Способ осуществляют следующим образом.

Образцы из материала конструкции разделяют на две группы. Образцы первой группы служат дпя определения зависимости амплитуды напряжения (5 от числа циклов нагружения до разрушения, К второй группе относят образцы, которые служат для определения зависимости декремента $ колебаний от числа циклов нагружения. Образцы первой группы нагружают при заданных амплитудах напряжения б до разрушения и регистрируют число циклов N нагружения до разрушения. По результатам испытаний определяют зависимость от N средней циклической прочности (кривая 1, фиг, 1) и зависимость от N циклической прочности, соответствующей нижней границе доверительного интервала рассеяния (кривая 2, фиг, 1),

Образцы второй группы нагружают при тех же амплитудах напряжения 6 что и образцы первой группы. После наработки этими образцами числа циклов, соответствующего амплитуде напряжения о на зависимости циклической прочности для нижней границы доверительного интервала рассеяния (кривая 2, г, 1), регистрируют декремент S колебаний материал образцов и определяют зависимость декремента 6 колебаний материала от числа N циклов нагружения (фиг, 2),,

При нагружении конструкции регистрируют декремент S колебаний ее материала и сравнивают ё с декрементом Q колебаний материала образцов. Циклическую прочность материала конструкции определяют по числу циклов N нагружения до разрушения материала образцов.

Пример, Определяют циклическую прочность лопаток рабочих колес осевых вентиляторов, выполненных из стали Ст, Зкп,

Значения напряжений для первой группы образцов (18 шт,) приняты;

МПа, МПа, ,,210 МПа, Средние значения логарифма числа N циклов до разрушения составляют, соответственно 5,098;-5,78 и 6,81 при доверительных интервалах 0,20;

0,21 и 0,23, Результаты испытания этой группы образцов приведены на фиг, 1, Кривая 1 на фиг, 1 описана функцией Вейбулла

20

& &,+ B(N)-m,

где &, 760 МПа; 126; ,12,

Образцы второй группы испытывают- ся при тех же напряжениях 6 , 6.2 , В , что и первая группа образцов, Нагружение осуществляют до наработки числа N циклов, определяемого по кривой 2 (фиг, 1): дпя б, 300 МПа, ,79-.10% для МПа, ,38-10 ; и для 210 МПа, N 0,38-10,

После указанной наработки определяют декремент колебаний материала образцов второй группы

S, 0,056; ,, и В,0,035. По результатам определения декре- мента колебаний установлена зависимость 6p(N) (фиг, 2),

Для определения циклической прочности материала конструкции сначала определяется декремент б колебаний лопатки до ее нагружения, который составляет ,053, Этому значению на зависимости

8 (N) соответствует число N циклов, равное 110 ,

Затем определяют декремент 8 колебаний той же лопатки после ее зксплу- атации.

Число нагружении при эксплуатации не фиксируется. Измеренная величина 5 равна 0,03, На зависимость S(N) этой величине соответствует значение . 10 циклов. Значение 5 0,053 соответствует полной циклической долговечности Т, а значение 5,0,03 соответствует остаточной цикличес- кой долговечности ,., откуда

J1

т - П c:9 т

оет B(N)- - Д

Таким образом, расход ресурса лопатки составляет (1-0,52) 0,48 от полного ресурса-Т,

Формула из Обретения

Способ определения циклической прочности материала конструкции, по которому циклически нагружают образ- из материала конструкции, определяют зависимость декремента колебаний материала от числа циклов на- гружения, при нагружении конструкции регистрируют декремент колебаний ее материала и путем сравнения с декрементом колебаний материала образца

,MfJa

853434

определяют циклическую прочность материала конструкции, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности определения прочности 5 за счет конкретизации момента измерения декремента колебаний образцов, циклически нагружают при тех же напряжениях дополнительные образцы из материалов конструкции и определяют зависимость циклической прочности, соответствующей нижней границе доверительного интервала рассеяния, от числа циклов нагружекия, а регистрацию декремента колебаний материала образцов при напряжении б осуществляют после наработки ими числа циклов, соответстввуницего такому же напряжению б на этой зависимости,

to

15

фuг.i

Редактор А. Сабо

Составитель М. Кузьмин

Техред А.КравчукКорректор Н. Король

Заказ 7637/44Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного коьятета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фи.2.

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повьшение точности определения прочности за счет конкретизации момента измерения декремента колебаний образцов из того же материала, что и конструкция. Испытывают две группы образцов из материала конструкции. Образцы первой группы нагружают при заданных амплитудах напряжения S, регистрируют число циклов N нагружения до разрушения и определяют зависимость от N циклической прочности, соответствующей нижней границе доверительного интервала рассеяния. Образцы второй группы нагружают при тех же амплитудах напряжения б, что и образцы первой группы. После нара- ботки этими образцами при напряжениях б числа циклов, соответстующего указанной зависимости, регистрируют декремент S колебаний материала обо разцов и определяют зависимость декремента S колебаний материала от числа N циклов нагружения. При на- .гружении конструкции регистрируют декремент S колебаний ее материала и путем сравнения с декрементом В колебаний материала образцов определяют циклическую прочность материала конструкции. 2 ил. . (/ Ю 00 СП 00