Способ определения усталости долговечности материала Советский патент 1977 года по МПК G01N3/32 

1

Изобретение относится к испытаниям материалов, в частности к определению усталостной долговечности материалов.

Известен способ прогнозирования остатка усталостной долговечности для полимерных материалов, который заключается в том, что критическую температуру саморазогрева считают независимой от уровшя :перемен«ой нагрузки и .вычисляют долговечность на основании известной из опыта скорости изменения температуры в п роцессе нагружения.

Недостатком известного способа является допущение независимости величины критической температуры саморазогрева от уровня напряжения. Это снижает точность онределения долговечности, TaiK как не соответствует результатам испытания материалов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является способ определения усталостной долговечности материала, работающего при низком уровне напряжений.

Этот способ заключается в том, что эталонный образец подвергают циклическому нагружению до разрушения при заданном напряжении, регистрируют при саморазогреве образца изменение его температуры и критическое ее значение, а затем подвергают циклическому нагружению испытуемый материал, реги|Стрируют скорость изменения его температуры и по отношению критической температуры эталонного образца к этой скорости судят о долговечности испытуемого материала. Недостатком указанного способа является

длительность испытаний эталонного образца для определения критической температуры материала.

Цель изобретения - ускорение испытаний. Указанная цель достигается за счет того,

что при нагружении эталонного образца периодически увеличивают нагрузку и выдерживают ее при числе циклов, исключающем возникновение в материале температуры выше критической, и заканчивают испытание на заданном уровне напряжения.

Количество эталонных образцов соответствует количест1ву заданных уровней напряжения. На чертеже приведен график нагрул ения

эталонного образца в координатах «Температура саморазогрева Т - «количество циклов Л на основании предложенного способа.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Первый эталонный образец испытывают до разрушения при относительно высокой амплитуде напряжения а, соответствующей небольщой долговечности NI. По кривым 1 разогрева для этого образца графически определяют

критическую температуру Тщ.

Для следующего заданного уровия напряжения 02 () критическую температуру на эталонном образце определяют следующим образом.

До точки а (кривая 2) образец непродолжительное время, достаточное для надежного установления факта линейного подъема температуры разогрева, ионытывают -с амплитудой напряжения 02. Затем испытания продолжают при -больщем напряжении Oi до достижения некоторой температуры (точка 6); после этого напряжение -снижают до 02 и образец ргспытывают до момента начала подъема температуры (точка с). Ступенчатое измерение напряжения от oz до ai и обратно продолжают до тех пор, по,ка разница между Гк и установившейся температурой образца при напряжении Oz будет того же порядка, что и разница между значениями критических температур гори различных напряжениях (точка d). После этого образец испытывают при заданном напряжении до разрущения, а критическую температуру разогрева Гк2 определяют графически по участку кривой разогрева dl.

Ускорение испытаний три этом способе нагружения достигается за счет более интенсивного накопления повреждений на уровне Оь

На чертеже пунктиром показан ход кривой разогрева в случае непрерывного испытания

при напряжении Oj, что позволяет оценить эффект сокращения времени пспытания.

При налруженип образца испытуемого материала заданной нагрузкой регистрируют скорость изменения его температуры и но отнощению критической температуры эталонного образца к этой скорости судят о долговечности испытуемого материала.

Формула изобретения

Способ определения усталостной долговечности материала, работающего при низком уровне напряжений, заключающийся в том, что эталонный образец подвергают циклическому нагружению до разрушения при заданном напряжении, регистрируют при саморазогреве образца изменение его температуры и критическое ее значение, а затем подвергают циклическому нагружению испытуемый материал, регистрируют скорость изменения его температуры и по отношению критической температуры эталонного образца к этой скорости судят о долговечности испытуемого материала, отличающийся тем, что, с целью ускорения испытаний, при нагружении эталонного образца периодически увеличивают нагрузку и выдерживают ее при числе циклов, исключающем возникновение в материале температуры выще критической, и заканчивают испытания на заданном уровне напряжения.