Способ определения предела выносливости материала Советский патент 1991 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к области испытаний материалов, к способам определения предела выносливости.

Цель изобретения - повышение достоверности путем исключения искажений, связанных с повреждением материала при напряжениях выше предела выносливости.

На фиг. 1 представлена программа ступенчатого нагружения; на фиг. 2 - зависимости прироста температуры 0 на последующих и предыдущих ступенях нагружения от уровня нагружения оа , полученные в результате испытаний образца из стали 45 (с.п.) на чистый круговой изгиб.

Устройством для реализации способа служит испытательная машина, позволяющая циклически нагружать образец и ступенчато увеличивать уровень нагрузки, снабжейная датчиками температуры и соответствующей регистрирующей аппаратурой.

Способ реализуется следующим образом.

Образец устанавливают в испытательной машине и циклически нагружают образец, ступенчато увеличивая уровень нагрузки от уровня ниже предела выносливости (7ИСХ) . Каждая ступень нагружения состоит из двух этапов. Уровень нагрузки на первом этапе 1 каждой ступени выше уровня предшествующей, а уровень нагрузки на втором этапе 2 каждой ступени равен уровню нагрузки на этапе 1 предшествующей ступени. Каждая ступень состоит из этапов 1 и 2, причем нагрузка на этапе 1 выше, чем на этапе 2. Ступени 3, при которых уровень нагрузки заведомо ниже предела выносливости, могут состоять из одного этапа 1.

На каждом этапе каждой ступени определяют установившуюся температуру разогрева образца, например, следующим образом.

Предварительно определяют длительность участка нагружения с постоянной

О

к о

скоростью Сйморэзогревз, поспе чего определяет на каждом этапе температуру в конце v 1астка постоянной скорости нагрева, Поскольку указанная температура коррелирует с установившейся температурой, то по ней можно судить о последней. Измерение прироста ©температуры на каждом гапе эквивалентно изменению темпергтуры, по- скольку нгчапьиая температур ча каждом этапе постоянна.

Способ оснивьн на том, что появление отличной от нуля разности ДО температуры на втором этапе соответст&ующей ступен и чз первом этапе предшествующей ступени является предвостнмком приближения урочгя чэгрулки к уровню предела вычосли- «эгсти, поэтому по появлению такой разности можно судить о достижении уровня предела выносливости и гарантировать то, что препел выносливости не был превзой- дан. На фиг, 1 iочки 4 соответствуют первым и втором соответственно этапам соседних С упеней при равных уровнях нагрузки, которых соответствующие температуры одр накоач, что соответствует успоолю недостижения предела выносчийости. Точки 5 1 6 соответствуют первому и второму этапам соответстпе ьзсоседних ступеней, при которых на лероог этапе 7 последней пи достигнут птдеп выносливости.

Пример. Эксперимент проводили на образце из стати Г5 (н) типа VH1, который подвергался иогиЬу с вращением на серийной мршиче дя ус зпоетных испытаний МУИ-6000. Нагрев рабочей части образца orр зделFют с .юмощью специально разработанного инфракрасного пирометра, чув- ; В- 7епьного излучению в диапазоне золи 1,8 -20 мкм, Индикатор пирометра отград1 - ирован Б градусах К, Чувсташелг.ность 0,3 , гд тоянчая времени 1 с.

Пре,г,заг,-ледьно на уровне нагружеиич 226 Svifla определяли оптимальную длительность ступени нагружеиия. Она составила 3 циклов (60 с). Ступенчатое нг1руже- ние вели по программе (фиг. 2} со 13) ЭДПа, с интервалом между ступенями 12 МПа, После каждого этапа образец охлаждали до исходной температурн, На уровне на- гружения 155 МПа зафиксиоовали прчращение температуры в, равное 0,3 К. Начина с фетьейступзни нагрухси я, прсводи- повторное испытание не предыдущей и определяли И5мен°н1|е прироста

т-змпературы Л©. JHO быпс зафиксировано на уровне нагружения 238 МПя, после нз- rpv«кения на уровне 250 МПа составило 1 К. Последний уровень 250 МПа и определили как истинный г редел выносливости м пыуемого образца.

Изложенным выше способом испытали 30 образцов типа VHi ci -1л.4к(ч.}, В результате статистической юлучечных результатов математичсокое ожидание предела выносливое для этой партии составило 245 МПа, чтс согласуется с, результатами прямых усталоо ных испытаний, Форм у л а и з о Ь с- е г - и и я Способ споедегения предела вынесливосш мчтерг.э/.з, заключающийся в том, что образец материала циклииес,ки нагружают от уровня ниже предела выносливости при ступенчатом рос re /ровня нагрузки с разгрузкой и охлаждением образца до УЫЗПЪной температурь1 в конце каждой стугени / на каждой ступени ог1оех1е.пяют величину ус- тг ноаиршейся тег ператури паэогрееч об- оазиа, с /чегозк оросопоедел.с,,ог соьен1 структурных изменений в материале, ,io KGгорому судят о прелеле РЫИСГЛМВОСТ от- л и ч з ю щ и и е я тем, , с метою говыше- ,постоверност1| г,/тем иска- чеьий, связанны о повреждением материала ппи чэппяж: hiipx выше г-ре дел а эмносямвости, |,агрухеьячч,5 Кгг4чдойступени осущес-гал;.,от в два э эпа, е. ду котсри- образец догюлнитетьнс разгружают и ругахдаютдо нзч-з/ онои .е перагуры рост юовнй нагрузки осуществляют HS первом

отапе каждой последующей ступени, narpv хение на втором отапе соотоытствующей ступени осуществляют при уровне нагрузки первого этапа предшествующей ступени и определяют.домолнит. льно на втором эгрпе

каждой ступени /становившуюся температуру разогрева, а з качест зе хзргкгери ;тикк структурных изменений определяют разность установившихся температур разогрева второго этапа соответствующей ступени

и первого эта по предшествующей ступени.

/55 Ш Юг 226 250 174 ба,МПа Фи&.1

Изобретение относится к испытаниям материалов, к способам определения предела выносливости. Цель изобретения - повышение достоверности путем исключения искажений, связанных с повреждением материала при напряжениях выше предела выносливости. Образец материала циклически нагружают при ступенчатом росте уровня нагрузки, На первом этапе каждой степени уровень нагрузи зь:ао предшествующей нагрузки, а на втором равен уровню первого этапа предшествующей ступени. В качестве характеристики структурных изменений материала, по которому судят о пределе выносливости, определяют разность между установившимися температурами второго этапа соответствующей ступени и первого этапа предшествующей. 2 ил.