Известны способы возбуждения колебаний образцов н турбинных лопаток для испытаний их на усталость, заключающиеся в том, что возбудитель колебаний настраивается в резонанс с частотой собственных колебаний испытуемого образца или изделия.
Эти способы не позволяют испытывать одновременно несколько изделий на машине, имеющей один возбудитель, поскольку при развитии трещины усталости амплитуда колебания изделия уменьшается вследствие уменьшения его собственной частоты и для поддержания режима испытания этого изделия необходимо менять частоту возбуждения, что нарушает режим испытания остальных изделий.
Описываемый способ позволяет одновременно исгштьгвать на усталость от одного возбудителя несколько изделий при различных или одинаковых напряжениях.
Достигается это тем, что испыта«ие производят на постоянной частоте возбуждения переменных нагрузок, равной парциальной частоте колебаний несущей упругой системы, и с частотой, собственных колебаний испытуемых изделий, значительно более высокой, чем указанная частота возбуждения.
На чертеже изображена кривая изменения амплитуды колебаний изделия при развитии трещины усталости.
Амплитуда Л,,,, колебаний каждого изделия при испыгании зависит только от амплитуды .А. колебаний несущей системы в месте
Л1 129052 - 2 ;;« ур °5 .
его закрепления и от отношения собственной частоты / „д/; колебаний нздел№ { к парииальШй частоте / колебаннй Hecyiueii системы:
I .
, . ., ,.1
т
г 1--( - 1 (
If- 7-2If.
- J OOp 7 00/)
где 6(,,jp-декремент затухания в изделии, влиянием которого можно пренебречь при / оо 0.95
в процессе испытаний нри развитии в како-м-либо из изделий трещины усталости жесткость его уменьшается и нри неизменной частоте несущей системы отношение- --для этого изделия увеличивается.
Иснытание изделия заканчивается, когда трещина усталости в нем распространяется, примерно, на 50% площлди сечения. К этолп- .момеиту начальные напряжения уве.тичиваются в несколько раз но сравнению с исходными, так что время, остающееся до нолного разрушения изделия, очень мало но сравнению с общей продолжительностью испытания. Автором эксперимента.чьно установлено, что нри развитии трещины усталости на 50% нача.тьной площади собственная частота колебаний образца KDvmoro нонеречпого сечения снижается на 10-13%.
Изменение амплитуды колебаний изделия нри развитии трещины усталости иллюстрир ется чертежом, на котором графически изображена зависимость /.
Амплитуды колебаний других изде.лий (без трещин) остаются неизменными, если при испытаниях поддерживается постоянной а.мплитуда колебаний «есущей системы и частота их не изменяется. Из чертежа видно, что при начальной частоте /„,,, Р 2,5 f амнлнтуда к(.лебаний изделня внлоть до окончания испытаний нрактически не из.меняется. Режим испытаний в этом случае соответствует режиму с постояНной амнлитудой деформации, который применяется во многих конструкциях испытательных мащин.
На изображенной па чертеже кривой всегда может быть выбран также участок, на котором изменение амнлитуды колебаннй соответствует режиму с ПОСТОЯННОЙ амплитудой изгибающего момента, для круглых образцов, например, постоянство изгибающего момента в нроцессе испытания соблюдается, если исходная частота колебаннй образцов составляет j, . 1,55 f .
Таким образом, предложенный снособ возбуждения обеспечивает стабильность режима испытаний всех одновременно испытуемых изделий. Задача регулирования сводится к поддержанию посгоянной амнлитуды Колебаний несущей системы на постоянной частоте возбуждения, т. е. требования к регулированию не отличаются от требований, предъявляемых к известным мащинам для иснытаиия одного образца или изделия.
Предмет изобретения
Снособ возбуждения колебаний образцов и турбинных лопаток при нормальной и высоких температурах инерционными силами, возникающими при колебании упругой системы, о т л и ч а ю иг и и с я тем, что, с целью одновременного испытания на усталость от одного возбудителя нескольких изделий при различных или одинаковых напряжениях, испытание производят на постоя-нной частоте возбуждения переменных нагрузок, равной парциальной частоте колебаний несущей упругой системы, и с частотой собственных колебаний испытуемых изделий, значительно более высокой, чем указанная частота возбуждения.
12 o
-p0,2 0,t 0,6 0,8
ffafpf
7Г f- fc/MfiJ
iJj4acnioH режима, постоянной, амплитуды нагрузни.
Участок режила посгоян ной амплитуды деформации
0,2 0,f 0,6 0,8 3 , fodp/fc
