СПОСОБ ИСПЬИГАНИЯ ОВРАЗЦОВ НА 1ВЫНОСЛИВОСТЬ Советский патент 1969 года по МПК G01N3/32 

ЙЗвес-гны способы испытания образцбв На выносливость при знакопеременном симметричном изгибе, заключающиеся в том, что образен устанавливают в захваты испь1тательпой машины с возможностью поворота относительно своей оси и прикладывают постоянную поперечную силу. При этом образец может иметь концентратор напряжений, который ориентируют по отношению к направлению действия силы в зависимости от требуемого цикла напряжений. При иснытаниях известными способами образец враш;ают и в каждой точке его сечения возникают напряжения, изменяющиеся по закону синуса, т. е. образец испытывают при знакопеременном симметричном изгибе. Предлагаемый способ испытания образцов отличается от известных тем, что образцу сообщают возвратно-поступательные колебания в пределах угла, определяемого заданным циклом напрял ений и его параметрами. Это позволяет испытывать образцы при асимметричных, а также при бигармонических симметричных и асимметричных циклах напряжений. На фиг. 1 изображена схема одного из конструктивных решений устройства, обеспечивающего образцу возвратно-поступательные колебания; на фиг. 2 приведено расчетное сечение образца и графики напряжений в точках и, о, 8 и г его поверхности при повороте образца на угол ±45°: На одном из КОНЦОВ; установленного в подшипниках вала 1, закреплен цанговый зажим 2, в котором закреплен образец 3. Па конце образца укреплен подшипник с подвеской, на которую устанавливают грузы 4. На противополол :ный конец вала установлено зубчатое колесо 5, находящееся в зацеплении с зубчатым колесом 6 большего диаметра, которое связано с эксцентриком 7 посредством шатуна 8. Эксцентрик устанавливают на вал электропривода 9. При включении электропривода шатун перемещает зубчатое колесо 6 на определенный угол. Величина возвратно-поступательных перемещений зубчатого колеса 6 зависит от величины установленного эксцентриситета на эксцентрике. Зубчатое колесо 6 перемещает зубчатое колесо 5 и, следовательно, вал на больший угол, величина которого зависит от передаточного числа зубчатых колес. Изменяя эксцентриситет, можно обеспечить колебание вала (образца) в пределах любого требуемого для данного испытания угла. При испытании образцов существующим способом - путем вращения в любой момент времени все точки (под точкой надо понимать небольшой участок поверхности образца), расобразца, нагружены неодинаково. Величина напряжения зависит от удаления рассматриваемой точки от нейтральной оси (горизонтальная ось,-проходящая через центр сечения образца). Напряжения в соседних точках в один момент времени будут большими или меньшими. Это явление вполне допустимо, так как усталостное разрушение носит локальный характер. Однако при враш,ении образца в каждой точке поверхности его расчетного сечения возникают напряжения, изменяющиеся по закону синуса.

Если образец колебать (покачивать) относительно его продольной оси так, чтобы точка а перемещалась на угол ± 90° относительно вертикальной оси, то зона точки а нагружается пульсирующим циклом напряжений. При этом, когда точка а совпадает с горизонтальной осью, напряжений в ее зоне нет (нейтральная ось), а при совмещении ее с вертикальной осью - получаем максимальное значение напряжений.

При углах колебаний, меньших ± 90°, получаем асимметричные знакопостоянные циклы напряжений, а при углах, превышающих ± 90°, получаем знакопеременные асимметричные циклы напряжений. Величина асимметрии цикла зависит от угла колебания образца.

Если точка а образца при его колебании перемещается относительно вертикальной оси не симметрично, то получаем бигармонический цикл напряжений. Для этого необходимо, чтобы точка а (точка б) при установке образца не совпадала с вертикальной осью, а при колебании образца пересекала эту ось.

Предлагаемый способ испытаний может быть использован и в более частных задачах исследования усталостной прочности конструкционных материалов.

Можно оценить, например, какой цикл напряжений (симметричный, пульсирующий, асимметричный или бигармонический) и при

каких параметрах этих циклов накопление усталостных повреждений будет самым интенсивным.

Такую задачу решают путем испытания по 5 предлагаемому -способу гладких образцов, а также образцов с концентратором напряжений в виде кольцевой проточки или отдельных углублений, расположенных по периметру расчетного сечения образца. При колебании образца в пределах заданного угла каждая точка поверхности расчетного сечения образца нагружается своим циклом напряжений. Усталостная трещина возникает на том участке (в той точке), где накопление усталостных повреждений самое интенсивное. Место возникновения очага усталостного разрушения определяют либо по излому образца после его разрушения, либо в процессе испытаний путем обнаружения макротрещины любым из известных способов, например способом цветной дефектоскопии.

После статистической обработки результатов испытаний партии образцов можно установить какой цикл напряжений и при каких

5 параметрах будет самый опасный.

Предмет изобретения

0 Способ испытания образцов на выносливость при знакопеременном симметричном изгибе, заключающийся в том, что образец уС танавливают в захваты испытательной машины с возможностью поворота относительно

5 своей продольной оси и прикладывают Постоянную поперечную силу, отличающийся тем, что, с целью испытания образцов при асимметричных, а также бигармонических симметричных и асимметричных циклах напряжений,

0 образцу сообщают вoзвpaтнo-Пoctynaтeльныe колебания в пределах угла, определяемого заданным циклом напряжений и его парамеТ рами.

.0- 5

ц/