Способ выбора материала для изготовления валов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/00 

со ел

со

00 СП

Изобретение относится к испытаниям материалов на прочность,

Целью изобретения является повышение надежности путем учета комплек сной связи характеристик статической и циклической прочности материала, а также конструкционных особенностей валов.

Способ осуществляется следующим образом.

К образцам материалов прикладьша- ют статическую нагрузку, доводят их до разрушения и определяют характеристики статической прочности: пре- дел текучести ог относительное удлинение tf, К партии других образцов , имеющих концентратор напряжений, геометрически подобный концентратору в опасном сечении вала, и вы- полненных из двух материалов с одинаковым диаметром или из одного материала, но имеющих два разных диаметра, прикладьшают циклическую нагрузку по схеме нагружения вала и оп- ределяют пределы выносливости этих образцов.

С учетом полученных характеристи статической и циклической прочности и теоретического коэффициента концентрации напряжений устанавливают параметр ;6 /J, по которому выбираю материал для вала

т-ч

т:

т(,/,-

(1)

5 0 5

0

где

0,7

ния

предел текучести выбираемого материала; tf - относительное удлинение

выбираемого материала; m и 0 - коэффициенты, характерные для данного класса материалов;

d - диаметр вала, мм; 0, - теоретический коэффициент концентрации напряжений,

В случае усталостных испытаний материалов схема нагружения образцов соответствует схеме нагружения вала.

Прим ер.Испытывают на усталость образцы диаметрами 20 мм с концентратором напряжений из двух сталей (25 и 40) в соответствии с ГОСТом. Определяют предел выносливости i МПа. По. результатам статических испытаний определяют предел текучести и относительное удлинение для стали 25 290 МПа,

34%; -для стали 40 467 МПа, «/ 14%.

Определяют параметр т, из уравне

Изобретение относится к испытаниям материалов и позволяет повысить надежность путем учета комплексной связи характеристик статической и циклической прочности материала, а также конструкционных особенностей вала. К образцам материалов прикладывают статическзто нагрузку и опреде - ляют предел текучести и относительное удлинение. К партии других образцов, имекяцих концентратор напряжений, геометрически подобный концентратору в опасном сечецаи вала, и выполненных из двух материалов с одинаковым диаметром или из одного материала, но имеющих два разных диаметра, прикладывают циклическую нагрузку и определяют пределы вьшос- ливости этих образцов, с учетом которых выбирают материал для вала. i С/)

о ()) -б.,ЧН ; /с/ )-72,з(б« 6(1/(1))

Величина /g равна 5. Параметр m « m о если 1,35 m i 1,65; m 1,35 если m 1,35; m 1,65 если m 7 1,65.

ci - In

0

+ 0,078(,)(J , /c/ f ir- 72,3

3,16 (

Значение (f определяют no формуле С1),6дУ сГ 5 10. Это соотношение соответствует механическим свойствам стали 35.

45

Параметр of определяют при m 1,6;

3,16 (

В случае испытаний образцов с концентратором напряжений из одного материала (сталь 40 ), но разных диаметров d о 20 мм и d

а)

о

60 мм, пределы выносливости составляют , 90 МПа, 75 МПа,

Предел текучести 14%.

о,

467 Мпа,

Параметр в определяют п о формуле

-(«

m

lD LZ2i3+3.i6(tc,2/A ± r iiiZ z lDJLOiOZ§I 4ii)I

определяют га 1,6. Далее по формуле (| ) определяют 4.1/ Ю.

в,г

Формула изобретения

Способ выбора материала для изготовления валов, заключающийся в том, что к образцам двух материалов при- кладьюают статическую нагрузку, доводят их до разрушения и определяют условный предел текучести и относи- teльнoe удлинение, по которым с учетом теоретического коэффициента концентрации напряжений и масштабного фактора вала выбирают материал.

6(1)

-1

7

по формуле

-dtj,

(i;

- е

,

(1|

fZ|

-(«

ln(

отличающийся тем, чТо, с повышения надежности, к партии других образцов, имеющих концентратор напряжений, геометрически подобный концентратору в опасном сечении вала, и выполненных из двух материалов с одинаковым диаметром или из одного материала, но имеющих два разных диаметра, прикладывают циклическую нагрузку по схеме зксплуатации вала и определяют пределы вьшосливости этих образцов, с учетом которых выбирают материал для вала.