SU1523263A1

SU1523263A1 - Method of producing specimen for fatigue testing

Info

Publication number: SU1523263A1
Application number: SU874323314A
Authority: SU
Inventors: Марат Станиславович Бабицкий; Александр Николаевич Панов; Николай Михайлович Петушок; Георгий Александрович Прохорчик
Original assignee: Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР
Priority date: 1987-11-02
Filing date: 1987-11-02
Publication date: 1989-11-23

Abstract

Изобретение относитс к исследовани м прочностных свойств материала, в частности к способам изготовлени образцов дл испытани на усталость. Цель изобретени - повышение достоверности результатов испытани образца. Четырехгранную заготовку получают, воспроизвод технологические операции изготовлени реальной конструкции, т.е. прокатку и резку на гильотинных ножницах. Затем выполн ют рабочую часть образца, дл чего диагонально противоположные смежные грани заготовки дополнительно параллельно срезают, сохран на двух других диагонально противоположных смежных гран х заготовки участки, длины A и B которых в шестиугольном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в результате технологической обработки реальной конструкции. 4 ил.This invention relates to studies of the strength properties of a material, in particular, to methods for producing fatigue test specimens. The purpose of the invention is to increase the reliability of the test results of the sample. A tetrahedral preform is obtained by reproducing technological operations for the manufacture of a real construction, i.e. rolling and cutting guillotine shears. Then, the working part of the sample is performed, for which the diagonally opposite adjacent faces of the workpiece are additionally parallel cut, retaining on the other two diagonally opposite adjacent faces of the workpiece, the lengths A and B of which in the hexagonal section are not less than the depth of the surface layers designs. 4 il.

Description

гg

ss

.а.but

.5J.5J

слcl

N3N3

СОWITH

юYu

С5C5

соwith

Изобретение относитс к области исследовани прочностных свойств материала,, в частности к способам изготовлени образцов дл испытани на усталость.The invention relates to the field of studying the strength properties of a material, in particular, to methods for producing fatigue test specimens.

Цель изобретени - повышение достоверности результатов испытани образца путем воспроизведени технологических операций изготовлени реальной конструкции.The purpose of the invention is to increase the reliability of the results of testing a sample by reproducing technological operations for the manufacture of an actual design.

На фиг. 1 и 2 изображены изготовленный предложенным способом образец, главный вид с сечением в рабочей части и вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.FIG. 1 and 2 depict a sample made by the proposed method, a main view with a cross section in the working section and a side view; in fig. 3 shows section A-A in FIG. one; in fig. 4 is a view B in FIG. 3

Образец содержит захватные 1 и рабочую 2 части с радиусными вырезами 3, поверхности 4 и 5 длиной а к в соответственно, кромку б реальной конструкции, получаемые при изготовлении заготовки образца.The sample contains gripping 1 and working 2 parts with radius notches 3, surfaces 4 and 5 with a length of a to c, respectively, and edge b of a real structure, obtained in the manufacture of a sample preform.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

Четырехгранную заготовку получают,- воспроизвод технологические операции изготовлени реальной конструкции, т.е. прокатку , резку на гильотинных ножницах. Затем выполн ют ра бочую часть образца, дл чего диагонально противоположные смежные грани заготовки дополнительно параллельно срезают, сохран на двух других диагонально противоположных смежных гран х заготовки участки, длины которых в щестиугольном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в результате технологической обработки реальной конструкции.A tetrahedral preform is obtained — reproducing technological operations for the manufacture of a real construction, i.e. rolling, cutting guillotine shears. Then the working part of the sample is performed, for which the diagonally opposite adjacent faces of the workpiece are additionally parallel cut, retaining on the other two diagonally opposite adjacent faces of the workpiece areas whose length in the hexagonal section is not less than the depth of the surface layers obtained as a result of technological processing of the actual design.

Способ обеспечивает сохранение у образца кромки реальной конструкции. Поскольку известно, что в пр моугольном сечении усталостные трещины зарождаютс от его кромок (на плоских гран х только при наличии в материале дефекта), следовательно , в образце необходимо сохран ть прежде всего кромку реальной конструкции , образованную двум смежными (взаимно перпендикул рными) поверхност ми, получаемыми при ее изготовлении. Так как в сечении конструкции без концентраторов напр жений до 90% долговечности приходитс на участок зарождени усталостной трещины, то дл обеспечени условий развити трещины, близких к реальной конструкции , в образце необходимо сохранить участки поверхностей, образующих кромку, шириной, по крайней мере, не менее толщины поверхностного сло , где имеют место структурные изменени , остаточные напр жени и т.п., характерные дл техпроцесса изготовлени реальной конструкции.The method ensures that the sample has the edge of the real structure. Since it is known that in a rectangular section, fatigue cracks originate from its edges (on planar faces only when there is a defect in the material), therefore, it is necessary to preserve in the sample, first of all, the edge of the actual structure formed by two adjacent (mutually perpendicular) surfaces obtained during its manufacture. Since the cross section of a structure without stress concentrators up to 90% of durability falls on the fatigue crack nucleation site, in order to provide conditions for the development of cracks close to the actual structure, it is necessary to preserve in the sample the surface areas forming an edge that is at least not less than thickness of the surface layer, where structural changes take place, residual stresses, and the like, characteristic of the manufacturing process of the actual design.

Пример. Дл определени характеристик сопротивлени усталости кромки полки лонжерона автомобилей МАЗ изготавливались образцы из листового проката толщиной 8 мм стали 22Г2ТЮ.Example. To determine the fatigue resistance characteristics of the flange of the spar of MAZ automobiles, samples were made of 8 mm thick sheet steel of 22G2TYu steel.

Заготовки образцов пр моугольного сечени размером 270x40X8 мм получали, как иPreparations of rectangular cross-sectional samples of size 270x40X8 mm were obtained, as well as

00

лонжерон рамы, резкой на гильотинных ножницах.frame spar, guillotine shear cut.

С целью определени глубины поверхностных слоев проводились металлографические исследовани . В результате установлено , что глубина поверхностного сло прокатной поверхности составл ет 0,14 мм, глубина поверхностного сло после резки на гильотинных ножницах 0,35 мм. Затем выполн ли рабочую часть образца, дл чего диагонально противоположные смежные грани заготовки срезали параллельными плоскост ми на горизонтально-фрезерном станке фрезой диаметром 120 мм, сохран на двух других диагонально расположенных смеж5 ных гран х заготовки участки айв. Поскольку дл предотвращени разрушени образца в захватах испытательной машины необходимо уменьщить площадь поперечного сечени рабочей части на 20-50%, прин ли .данное уменьщение площади рав0 ным 30%. В результате площадь щести- угольного сечени должна быть равной 224 мм. Длины участков айв получили, в соответствии с изложенным, равными 4 мм и 15 мм.In order to determine the depth of the surface layers, metallographic studies were carried out. As a result, it was established that the depth of the surface layer of the rolling surface is 0.14 mm, the depth of the surface layer after cutting on guillotine shears is 0.35 mm. Then, the working part of the sample was performed, for which the diagonally opposite adjacent faces of the workpiece were cut parallel planes on a horizontal milling machine with a mill 120 mm in diameter, retaining parts of the quince on the other two diagonally located adjacent faces of the workpiece. Since it is necessary to reduce the cross sectional area of the working section by 20-50% to prevent the sample from breaking in the grips of the testing machine, this reduction in area was assumed to be 30%. As a result, the area of the brushing angle must be equal to 224 mm. The lengths of quince plots received, in accordance with the foregoing, equal to 4 mm and 15 mm.

5 В результате испытани на усталость партии образцов на раст жение-сжатие при симметричном цикле напр жений с частотой 10 Гц на стандартной мащине фирмы Schenck ФРГ в изломе фиксировалость зарождение усталостной трещины в рабо0 чей части образца в область угла его испытываемых кромок. Был определен предел выносливости ( МПа. Предел выносливости дл данного материала, полученного на стандартном известном образце, составил оч 260 МПа.5 As a result of the fatigue test of a stretch-compression batch of specimens at a symmetric stress cycle with a frequency of 10 Hz in the Schenck Germany standard equipment at a bend, the fatigue crack in the working part of the specimen was generated in the area of its test edges. The fatigue limit (MPa) was determined. The fatigue limit for this material, obtained on a standard known sample, was about 260 MPa.

5 Поскольку коэффициент вли ни качества обработки на сопротивление усталости дл технологической операции, подобной операции резки на гильотинных ножницах, при пределе прочности данной стали5 Since the coefficient of the effect of processing quality on the fatigue resistance of a technological operation, similar to the cutting operation on a guillotine shear, with the strength of a given steel

00

МПа составл ет 0,7-0,85, то ожидаемый Предел выносливости дл данного вида обработки составл ет (0,7...0,85) a-i 170-210 МПа. Дл образца, изготовленного предлагаемым способом, предел выносливости составил , что под5 тверждает правильность предложенного способа изготовлени образца дл испытани на усталость. MPa is 0.7-0.85, then the expected Endurance Limit for this type of treatment is (0.7 ... 0.85) a-i 170-210 MPa. For the sample made by the proposed method, the endurance limit was calculated, which confirms the correctness of the proposed method of making the sample for fatigue testing.

Использование предлагаемого способа,по сравнению с известными, позволит: повысить достоверность характеристик сопротивлени Using the proposed method, in comparison with the known, will allow: to increase the reliability of the characteristics of the resistance

0 усталости в результате сохранени поверхностей в области угла кромки - зоны зарождени усталостной трещины и таким образом учесть технологические факторы изготовлени реальной конструкции; проводить сравнительные оценки конструкторско-техно-, логических вариантов исследуемых конструкций , а также более обоснованно выбирать параметры реальной конструкции при расчете ее несущей способности.0 fatigue resulting from the preservation of surfaces in the region of the angle of the edge - the zone of origin of the fatigue crack and thus take into account the technological factors of the manufacture of the actual design; to carry out comparative assessments of the design, technical, logical variants of the structures under study, as well as more reasonably choose the parameters of the actual structure when calculating its carrying capacity.

Claims

The invention The method of manufacturing a fatigue test specimen, including the manufacture of its rectangular cross section blank by rolling and cutting and making its working section of a reduced cross section, characterized in that, in order to increase the reliability of the test results by reproducing the manufacturing steps of making real

the design, the working part of the sample is obtained by additional parallel cutting of diagonally opposite adjacent faces of the workpiece while preserving on the other two diagonally opposite adjacent edges of sections whose length in cross section is not less than the depth of the surface layers obtained as a result of the above processing of the sample.

..

S

xFig .1

bidv

Rig.2