Способ испытаний материала на прочность Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

(Л

С

Изобретение относится к средствам экспериментальных исследований прочности деталей машин. Способ испытаний материала на прочность заключается в том, что нагружают образец материала внецентренным растяжением при разных эксцентриситетах и определяют прочность материала. Предварительно осуществляют нагружение основного образца при различных величинах усилий и эксцентриситета, определяй зависимости градиентов напряжений по толщине рабочего (зачетного) участка последнего от эксцентриситета и усилия. Последующая партия образцов нагружается с использованием полученных зависимостей при фиксированных величинах максимальных напряжений на их рабочих участках. Обеспечивается повышение точности определения параметров прочности и возможность определения влияния градиента напряжений по толщине образца на его усталостную прочность. 2 ил.

Изобретение относится к области экспериментальных исследований прочности деталей машин, в частности, к средствам для испытаний на усталостную долговечность.

Для оценки долговечности элементов конструкций, работающих при переменных нагрузках, характеризующихся наличием градиентов напряжений, как в плоскости детали, так и по ее толщине, необходимо изучать влияние на усталость величины градиента напряжений по толщине, для чего необходимо в плоском образце, например, в полосе с отверстием, реализовать заданное напряженное состояние, линейно изменяющееся по толщине образца.

Известен способ испытаний материала на прочность, заключающийся в том, что нагружают образец материала внецентрен- ным растяжением при разных эксцентриситетах и определяют прочность материала

Целью изобретения является повышение точности путем снижения погрешностей, связанных с разбросом величин градиентов напряжений по толщине образцов.

Поставленная цель достигается тем, что при испытании материала на прочность нагружают образец материала внецентрен- ным растяжением при разных эксцентриситетах и определяют прочность

xi

00

ю

00

ю

со

материала, внецентренному растяжению подвергают дополнительные образцы, аналогичные основным, нагружение каждого образца осуществляют таким образом, что вектор прикладываемого усилия параллелен оси образца, нагружение основного образца осуществляют при различных величинах усилий и эксцентриситета, определяют зависимости градиентов напряжений по толщине рабочего участка последнего ст эксцентриситета и усилия, нагружение дополнительных образцов осуществляют по указанным зависимостям при одинаковых величинах максимальных напряжений на их рабочих участках, и определяют их параметры прочности,

На фиг. 1 представлен пример зависимости напряжения на обеих поверхностях зачетной зоны образца - величина усилия.

На фиг. 2 представлен узел приложения нагрузки к образцу.

Сущность способа заключается в следующем.

Образец в испытательной машине нагружают внецентренным растяжением статическими усилиями различных уровней при фиксированных значениях исходных эксцентриситетов и на каждом уровне нагрузки определяют напряжения в характерных точках зачетной части образца на обеих его поверхностях, например, методом фотоупругих покрытий, и строят зависимости этих напряжений от величины прикладываемого усилия (номинального напряжения) при различных эксцентриситетах приложения нагрузки к образцу (фиг.1).

По этой зависимости находят сочетания величины усилия и эксцентриситета, позволяющие реализовать в зачетной (рабочей) зоне образца различные требуемые величины градиентов напряжений по толщине при фиксированном максимальном напряжении. Испытания на усталостную прочность дополнительных образцов проводят при выбранных таким образом сочетаниях усилий и эксцентриситетов с определенными градиентами напряжений и фиксированными максимальными напряжениями. Способ испытаний позволяет, например,определить характер и величину влияния градиента напряжений по толщине образца на его усталостную прочность. Варьирование заданными величинами параметров нагружения и эксцентриситета осуществляется на испытательной машине при помощи узла приложения нагрузки к образцу (фиг.2), состоящего из захвата 1 испытательной машины, основания 2 с хвостовиком 3, входящим в захват, и вилки 4. В прорезь вилки входит образец 5. Образец в вилке жестко

закрепляют, например, с помощью болта и зажимных шайб 7 с круговой насечкой. Вилка 4, соединяясь с основанием 2, имеет возможность перемещаться относительно линии действия усилия на величину необходимого эксцентриситета в направлении, перпендикулярном плоскости образца, например, по направляющим, ее фиксация в выбранном положении осуществляется с помощью болтов 8. Через захват 1 и вилку 4

от нагружающей системы испытательной машины нагрузка передается на образец 5. Образец нагружается циклическими растягивающими усилиями эксцентрично приложенными к оси образца с заданным

эксцентриситетом.

Формула изобретения Способ испытаний материала на прочность, заключающийся в том, что нагружают образец материала внецентренным растяжением при разных эксцентриситетах и определяют прочность материала, отличающийся тем, что, с целью .повышения точности путем снижения погрешностей, связанных с разбросом градиентов напряжений по толщине образцов, внецентренне- мурастяжениюподвергают

дополнительные образцы, аналогичные основным, нагружение каждого образца осуществляют тагк. что вектор прикладываемого

усилия параллелен оси образца, нагружение основного образца осуществляют при различных величинах усилий и эксцентриситетов, определяют зависимости градиентов напряжений по толщине рабочего участка

последнего от эксцентриситета и усилия, нагружение дополнительных образцов осуществляют по указанным зависимостям при одинаковых в ел ичинах максимальных напряжений на их рабочих участках и определяют их параметры прочности, с учетом которых судят о прочности материала.

400

-юо

UpJ

I

Редактор

Y

п

Фиг I

Составитель В.Кожевников Техред М.МоргенталКорректор Н.Бучок

гоо

UpJ

I