Способ оценки влияния среднего напряжения цикла на сопротивление многоцикловой усталости материала Советский патент 1988 года по МПК G01N3/32 

00

&

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов при мне гоцикловом растяжении - сжатии.

Цель изобретения - повышение до- г стоверностн испытаний материалов, разру1 тю1цихся хрупко при растяжении и сжатии и неупрочняю1цихся при циклическом нагружеиии,

В качестве устаиовки для реализа- 10 ции способа может быть использована любая испытательная машина, позволяющая осуществлять осевое циклическое нагружение образцов, в том числе машины одностороннего действия.

Способ осуществляют следуюр им образоме

Образцы из материала, обладающего вьшеуказанными свойствами, испытывают статическим растяжением и сжатием 20 до разруления с записью диаграмм деформирования, по которым определяют напряжения Ср и СГр , ограничивающие . сопротивление многоцикловой усталости- в области ра стягивающих и сжимающих 25 средних напряжений цикла.Для материалов., у которых на кривых деформирования нет точек перегиба, например серые чугуны, керамика, цемент и некоторые комно-

и 1/R, Знание статических характер тик CJ и GC и одного предела вынос ливости из каждой пары позволяет определить второй предел выносливо из этой же пары. Математически это принцип можно выразить следующими зависимостями:

для знакопостоянных циклов

CJ-R

G tia

Gp

GC

и для знакопеременных циклов -4

, li- i2.-lJiL)iL:.i

I (Ji/я I

.

ГТ7Щ-+G-7rT-:::

где GC - CO знаком минус.

Использование соотношений (1) и (2) позволяет учесть влияние средн напр51жения цикла на пределы выносл вости более достоверно, чем это до тигается расчетом по известным фор лам Гудмана, Гербера и др. I

Формула изобретени

1 Способ оценки- влияния средне напряжения цикла на сопротивление

зитные материалы, G. и G. соответ- 30 многоцикловой усталости материала.

ствутот пределам статической прочности на растяжение и сжатие, а для матери-- алов;, у которых кривые деформирования имеют перегиб, Gp и G соответствуют напряжениям в точке перегиба, 35

Как показали исследования, а также анализ эксперименталы ых данных при знакопостоянных циклах нагружения пределы выносливости ,в зоне растягивающих средних напряжений цикла (Тg и 40 в зоне сжимающих средних напряжений Сз(|р. с оотносятся как соответствующие напряжения при статическом растяжении GP и сжатии Gj,. , а в случае знакопеременных циклов нагружения 45

(Г,

статические характеристики

.,0 соотносятся как условные r- i

р «GC

учитываю1 ще вклад растягивающих и сжимшощих напряжений в размахе цикла:

50

заключающийся в том, что проводят пытания обр азцов материала на стат ческое растяжение и сжатие и опре деляют напряжения (5. и б,, соответс венно на растяжение и сжатие, по к торым судят о влиянии среднего напряжения цикла на сопротивление IH гоцикловой усталости материала, о личающийся тем, что, с целью повышения достоверности для материалов, разрушающихся хрупко п растяжении и сжатии и неупрочняющи ся при циклическом нагружении, доп нительные образцы материала подве гают циклическим нагружениям с пос янным знаком среднего напряжения разными коэффициентами асимметрии, а при каждом коэффициенте асиммет R определяют предел выносливости G с учетом которого производят оценк влияния среднего напряжения на пред выносливости 6il/R цикла с коэффиц ентом асимметрии 1/R,

5Sc-t5.-H

I - R

si

1 /RGc б

где 6f. с отрицательным знаком,

Для оценки влияния среднего напряжения цикла на.пределы выносливости все циклы нагружения объединяются в пары циклов, названные зеркаль- iM.tffl. с коэффициентами асимметрии R

и 1/R, Знание статических характеристик CJ и GC и одного предела вынос ливости из каждой пары позволяет определить второй предел выносливости из этой же пары. Математически этот принцип можно выразить следующими зависимостями:

для знакопостоянных циклов

Gp

GC

(1)

и для знакопеременных циклов -4

li- i2.-lJiL)iL:.i/R).

I (Ji/я I

.

ГТ7Щ-+G-7rT-:::-R7 (2)

где GC - CO знаком минус.

Использование соотношений (1) и (2) позволяет учесть влияние среднего напр51жения цикла на пределы выносливости более достоверно, чем это достигается расчетом по известным формуг лам Гудмана, Гербера и др. I

Формула изобретения

1 Способ оценки- влияния среднего напряжения цикла на сопротивление

5

0 5

0

5

заключающийся в том, что проводят ис пытания обр азцов материала на статическое растяжение и сжатие и определяют напряжения (5. и б,, соответственно на растяжение и сжатие, по которым судят о влиянии среднего напряжения цикла на сопротивление IHO- гоцикловой усталости материала, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности для материалов, разрушающихся хрупко при растяжении и сжатии и неупрочняющихся при циклическом нагружении, дополнительные образцы материала подвергают циклическим нагружениям с постоянным знаком среднего напряжения и разными коэффициентами асимметрии, а при каждом коэффициенте асимметрии R определяют предел выносливости GR , с учетом которого производят оценку влияния среднего напряжения на предел выносливости 6il/R цикла с коэффициентом асимметрии 1/R,

2, Способ по п,1, о тл ичаю- щ и и с я тем, что испытывают допол нительные образцу. при растягивающем среднем напряжении и оценку проводят дпя знакопостоянных циклов по формуле

31377660

CJ I /R СГрнем напряжении и оценку проводят для

fзнакопостоянных циклов по формуле и для знакоперемен 1ых циклов - по- j

формуле gp б I/R - i/LiJi ) с-

+ GP 7ГТ - Т7к7 для знакопеременных циклов по фор.- - II IIмуле где GJ - со знаком 3, Способ по п. I, отличаю- ---S i C-li щ и и с я тем, что испытьгаают допол- 10 7к + брТГТ - R)

нительные образцы при сжимающем сред-где (Г - со знаком -

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов при многоцикловом растяжении - сжатии Цель изобретения - повышение достоверности для материалов, разрушающихся хрупко при растяжении и сжатии и неупрочняющихся при циклическом нагружений. Определяют напряжения Gp и С на растяжение и сжатие при статическом нагружений, затем предел усталости при некотором коэффициенте асимметрии цикла R-G. Влияние среднего напряжения иа предел усталости .О 1/R при коэффициенте асимметрии 1/R оценивают по соотноиениям: для знакопостоянных циклов 3 l/R/(jg) - 1 Gp / б(. 1 для бд - предел усталости на сжатие, и|б l/R/G j |Gc/бр / для б предел усталости на растяжение, и для знакопеременных циклов IG, I U + R)(l + 1/Н) при о - предел усталости при среднем сжатии и 1.6 1/R/6RI (1 + 1/Н)/ + +R)j при бд - предел усталости при среднем растяжении, где Л Сз /tfp. 2 з,п. ф-лы. (Л с