Способ испытания материалов на усталость при изгибе Советский патент 1990 года по МПК G01N3/32 

Фиг.1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытаний материалов на усталость при циклическом деформировании,

Цель изобретения - повышение дос- товерности испытания путем учета влияния сил трения.

На фиг, 1 изображена схема реализации предлагаемого способа; на фиг,2 - 0 зависимость изменения перемещения свободного торца испытуемого образца от времени.

Схема содержит захват 1 испытательсилой трения путем воздействия на него постоянной силой, при которой контактные напряжения не превышают предела текучести испытуемого материала, Получают новую зависимость изменения перемещения свободного торца образца 2 от времени, с новыми координатами ее характерных точек В , С , D .

Рассчитывают коэффициенты:

/Т| , для основного образца и ,/T,, K Hn/T2 для дополнительного образца, а также коэффициенты Б, , Б2 Кг-Ка, которые являются ной машины (не показана) цилиндричес- ., количественной характеристикой степе20

25

30

1 кого образца 2 материала с кольцевой канавкой 3, элемент 4, например подшипник, предназначенный для приложения к свободному торцу образца 2 нагрузки, перпендикулярной его оси, контртело 5 пары трения с образцом 2 и элемент 6, предназначенный для поддержания постоянной силы контактного взаимодействия контртела 5 и образца 2,

Способ осуществляют следующим образом,

„ К свободному торцу образца 2 перпендикулярно его оси прикладывают нагрузку, приводят его захватом 1 во вращение и измеряют изменение перемещения его свободного торца в зависимости от времени. Вначале прогиб образца и следовательно перемещение его свободного торца уменьшаются, происходит процесс упрочнения материала образца 2 и повышение его прочностных и жесткрстных характеристик. Затем в образце 2 материала начинают накапливаться повреждения, С образованием и развитием в образце 2 материала усталостных трещин его прогиб и, перемещение свободного торца начинают увеличиваться. Зависимость изменения перемещения свободного торца образца 2 от времени изображена на фиг, 2. Координаты (Нп, д Т,) экстремальной точки В этой зависимости являются характерными параметрами зарождения усталостных трещин, За тремя Т, (фиг, 2) происходит развитие трещин до опасных размеров, что „ приводит к увеличению скорости изменения перемещения свободного торца образца, с момента, отмеченного точкой С. В номент, обозначенный точкой D, образец 2 разрушается,

Затем используют аналогичный первому дополнительный образец 2, Нагружают его аналогично первому и одновременно в зоне канавки 3 нагружают

ни влияния трения на процессы зарождения и развития усталостных трещин в образце материала,

Пример. Испытывают образецУКИ- 1 ОМ, изготовленный из нормализованной стали 45, Из этой же стали выполняют контртело в форме цилиндра радиусом 2,5 мм, Сопряжение пары трения - сопря жение двух цилиндров с одинаковыми радиусами и взаимно перпендикулярными осями. Трение осуществляют в среде масла МС- 20 при воздействии на контртело постоянной силой 7 МПа, Скорость скольжения 0,785 м/с, Амплитудное значение из гибкого напряжения в зоне канавки 400 МПа Результаты испытаний приведены в таблице и показывают значительное влияние сил трения на возникновение и развитие усталостных трещин,

35

40

Формула изобретения

Способ испытания материалов на усталость при изгибе, заключающийся, в том, что цилиндрический образец материала с кольцевой канаыкон закрепляют 2 онсольно одним торцом, к свободному

3924

силой трения путем воздействия на него постоянной силой, при которой контактные напряжения не превышают предела текучести испытуемого материала, Получают новую зависимость изменения перемещения свободного торца образца 2 от времени, с новыми координатами ее характерных точек В , С , D .

Рассчитывают коэффициенты:

/Т| , для основного образца и ,/T,, K Hn/T2 для дополнительного образца, а также коэффициенты Б, , Б2 Кг-Ка, которые являются , количественной характеристикой степе

ни влияния трения на процессы зарождения и развития усталостных трещин в образце материала,

Пример. Испытывают образецУКИ- 1 ОМ, изготовленный из нормализованной стали 45, Из этой же стали выполняют контртело в форме цилиндра радиусом 2,5 мм, Сопряжение пары трения - сопряжение двух цилиндров с одинаковыми радиусами и взаимно перпендикулярными осями. Трение осуществляют в среде масла МС- 20 при воздействии на контртело постоянной силой 7 МПа, Скорость скольжения 0,785 м/с, Амплитудное значение из гибкого напряжения в зоне канавки 400 МПа, Результаты испытаний приведены в таблице и показывают значительное влияние сил трения на возникновение и развитие усталостных трещин,

Формула изобретения

Способ испытания материалов на усталость при изгибе, заключающийся, в том, что цилиндрический образец материала с кольцевой канаыкон закрепляют 2 онсольно одним торцом, к свободному

торцу перпендикулярно его оси прикладывают нагрузку, приводят во вращение образец и определяют параметры деформирования образца, по которым судят о его усталости, отличающий- с я тем, что, с целью повышения достоверности испытания путем учета влияния сил трения, используют аналогично основному дополнительный образец, закрепляют и нагружают его аналогично

3392

10

основному и одновременно нагружают его в зоне канавки силой трения воздействия на него постоянной силой, при которой контактные напряжения в зоне канавки не превышают предела те кучести испытуемого материала, а в качестве параметров определяют координаты экстремальных значений зависимостей изменений перемещений свободных торцов образцов от времени.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать материалы на усталость при циклическом деформировании. Цель изобретения - повышение достоверности испытания путем учета влияния сил трения. К свободному торцу консольно закрепленного захватом 1 цилиндрического образца 2 с кольцевой канавкой 3 перпендикулярно его оси прикладывают нагрузку. Приводят образец во вращение и измеряют изменение перемещения его свободного торца в зависимости от времени. Используют аналогичный основному дополнительный образец, закрепляют и нагружают его аналогично основному и одновременно нагружают его в зоне канавки 3 силой трения с контртелом 5. В качестве параметров влияния сил трения на зарождение в материале усталостных трещин определяют координаты экстремальных значений зависимостей изменений перемещений свободных торцов образцов от времени. 2 ил., 1 табл.

Н,мнп

В

Фиг.1