Способ определения предела выносливости материала Советский патент 1989 года по МПК G01N3/32 

1

а - .

Изобретение относится к испытани ям материалов на прочность при знакоа переменных нагрузках и может быть ,использовано для определения предела выносливости металлических конструкционных материалов при испытании пар тии образцов.

Цель изобретения - повьшение точности определения потенциального физического предела выносливости ме- талла и сокращение трудоемкости при испытании партии образцов, что достиг гается обработкой Образцов резанием на режиме, соответствующем взаимной

компенсации изменений структуры поверхности от силового и температур кого воздействия процесса резания, стабилизирзпощим отжигом одной части партии образцов, определением при знакопеременной нагрузке предела выносливости для одного из отожженных образцов, для которого температурный коэффициент электросопротивления равен константе для данного материала, а при осевой нагрузке - его пределу текучести, и определением предела текучести для одной половины

ет об отсутствии в образце внутренних напряжений.

Выбранный образец подвергают знакопеременной нагрузке такой амплитуды, чтобы в течение заданного числа циклов нагружения был достигнут пре-- дел выносливости для данного образца но не произошло разрушения самого образца. В случае разрушения снижают знакопеременную нагрузку и повторяют испытания для другого образца, выбранного по тому же признаку равенст- ва температурного коэффициента элек-

Изобретение относится к испытаниям материалов на прочность при знакопеременных нагрузках и может ис- - пользоваться для определения предела выносливости металла при испытании : партии образцов. Цель изобретения - повышение точности определения noTekJ- циалъного физического предела вынос- ливости металла и сокращение трудоемкости при испытании партии образ- : цсгв. Это достигается обработкой образцов резанием на режиме, соответствующем взаимной компенсации измене-- НИИ структуры поверхности от силовог :го и температурного воздействия процесса резания, стабилизирующим отжиг гом одной части партии образцов. определением при знакопеременной наг грузке предела выносливости для одно го из отожженных образцов, для которого температурный коэффициент элект - росопротивления равен упорядоченно™ му состоянию материала, при осевой нагрузке его пределу текучести, и определением пределов текучести на сжатие для одной половины неотожжен- . ных образцов и пределов текучести на растяжение для другой половины. По отожженному образцу определяют коэф фицнент пропорциональности между пределом текучести и пределом вьшосливо- сти, по модулю разности между средними значениями пределов текучести на растяжение и сжатие неотожженных образцов - уровень внутренних напряжений, который складывают с пределом текучести отожженного образца. По- тенциальный физический предел .выносг ливости металла определяют умножени ем этой суммы на коэффициент пропор-г циональности. Способ повьшает точ ность за счет снижения разброса в результатах испытаний и уменьшает трудоемкость, так как на выносливость испытывается только .один образец из партии. с ю

гой части партии образцов при сжатииj 15 тросопротивления константе для данноа для другой половины - при растяжении.

Способ осуществляют следующим образом.

Все образцы из исследуемого метал- 20 ределяют его предел те1 учести. 0т- ла испытываемой партии обрабатывают ношение предела выносливости к преде«

го материала.

Испытанный на знако.переменную наг грузку образец подвергают осевой нагрузке растяжения или сжатия и оп-

резанием на режиме, соответству1о1дем взаимной компенсации изменений струк- туры поверхности от силового и темпе ратурного воздействия процесса ре- 3 ания...

Требуемьй режим подбирают следующим образом. Возбуждают в образце продольные колебания на собственной частоте и измеряют эту частоту. За- тем проводят обработку резанием .

разца при предварительно выбранных скорости и глубине резания и подаче инструмента. После обработки вновь

ние и сжатие для данного материала и разность между ними, характеризующую внутренние напряжения в материале, возбуждают в образце продольные коле- Предел выносливости определеяют путем бания на собственной частоте и изме- умножения на определенньш ранее коэффициент пропорциональности суммы пре дела текучести для отожженного образца без внутренних напряжений, по ко- 40

ряют эту частоту. Обработку и измере- ние частоты образца повторяют при других значениях скорости резания или глубины резания, или подачи. За искомые значения скорости резания, глубины и подачи принимают такие, -t для которых измеренные до и после обработки частоты отличаются на наименьшую величину в проведенной совокупности экспериментов.

Затем одну часть партии образцов подвергают стабилизирующему отжигу, режим которого подбирают по максимальному изменению собственной частоты образца после отжига, полученному при самой низкой для наблюдаемого эффекта температуре отжига. Из этой партии путем измерения температурного коэффициента электросопротивления

отбирают образец, для которого значение указанного коэффициента соответствует упорядоченному состоянию данного материала, что свидет ельству

торому и был определен коэффициент пропорциональности, и модуля разности между средними значениями пределов . текучести на растяжение и сжатие для неотожженных образцов,

45 Использование предлагаемого спосо ба позволяет уменьшить разброс измеряемых характеристик образцов, что свидетельствует о повьшении точности определения предела вьшосливости, и

50 принять за основу для сравнения прег делов выносливости и обра-.; зец без внутренних напряжений, что позволяет исключить влияние разброса значений внутренних напряжений от

55 образца к образцу на величину предела выносливости, и ориентироваться на более стабильную величину потенциального физического предела выносливости металла при средних значениях внут

го материала.

Испытанный на знако.переменную наг грузку образец подвергают осевой нагрузке растяжения или сжатия и оп-

лу текучести характеризует коэффициент пропорциональности между указанными характеристиками материала.

25 Затем одну половину другой части партии образцов подвергают сжимающей нагрузке, а другую - растя- гивающей нагрузке. Определяют пределы текучести каждого образца при этих

30 нагрузках. Рассчитывают среднее зна. чение пределов текучести на растяже-

ние и сжатие для данного материала и разность между ними, характеризующую внутренние напряжения в материале, Предел выносливости определеяют путем умножения на определенньш ранее коэффициент пропорциональности суммы пре дела текучести для отожженного образца без внутренних напряжений, по ко- 0

торому и был определен коэффициент пропорциональности, и модуля разности между средними значениями пределов . текучести на растяжение и сжатие для неотожженных образцов,

5 Использование предлагаемого спосо ба позволяет уменьшить разброс измеряемых характеристик образцов, что свидетельствует о повьшении точности определения предела вьшосливости, и

0 принять за основу для сравнения прег делов выносливости и обра-.; зец без внутренних напряжений, что позволяет исключить влияние разброса значений внутренних напряжений от

5 образца к образцу на величину предела выносливости, и ориентироваться на более стабильную величину потенциального физического предела выносливости металла при средних значениях внут

.тренних напряжений, не эависяпщх от условий вырезания из металла отдельных образцйв.

Использование полученного таким . путем потенциального физического предела выносливости материала позволяет более точно прогнозировать на дежность работы конструкций, изготовленных из исследуемого металла. Тру- доемкость способа уменьшается благодаря тому, что испытаниям на выносливость подвергают только один образец из партии.

изо

Формула изобрет-ения

Способ определения предела выносливости материала, заключающийся в том, что образец из исследуемого ма- териала подвергают знакопеременной нагрузке и определяют его предел выносливости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения трудоемкости при испытании партии образцов, партию образцов

Редактор И.Касарда

Составитель Н.Тимошенко

Техред М.ДидыкКорректор Л.Иилипенко

Заказ 7450/51

Тираж 788

ВНШШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

0

5

0 5

обрабатывают резанием в режиме, соответствующем взаимной компенсации изменений структуры поверхности от силового и температурного воздействия процесса резания, одну часть партии подвергают стабилизирующему отжигу, знакопеременной нагрузке подвергают один из отожженных образцов, для которого температурный козффициеит электросопротивления соответствует упорядоченному состоянию зтого материала, и определяют предел выносливости для этого образца, подвергают тот же образец осевой нагрузке и определяют его предел текучести, одну половину другой части партии образцов подвергают сжимающей нагрузке, а другую половину - растягивающей нагрузке и определяют их пределы текучести, по которым с учетом пределов текучести и выносливости отожженного образца, подвергнутого знакопеременной нагрузке, судят о пределе выносливости материала.

Подписное