SU1620904A1 - Установка дл испытани образцов материалов при плоском циклическом изгибе - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике, а имен-но к установкам дл  испытани  образцов материалов на прочность при плоском циклическом изгибе. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  испытани  как гладких образцов на усталость, так v и образцов с наведенной усталостной Я. трещиной- на циклическую трещиностой- кость за счет исключени  вли ни  эффекта изменени  возмущающей силы центробежного вибратора. Установка содержит св занные с образцом 14 две маховые массы 3 и 4, на маховой массе 3 закреплен центробежный вибратор 5, т гу 6, упруго св зывающую маховые массы между собой, и фиксаторы в виде накладок, гаек и шпилек установленных на основании. Дл  усталостных испытаний гладкого образца нагружение провод т при отпущенных гайках фиксаторов. Величину напр жений в образце и коэффициент асимметрии цикла устанавливают изменением частоты вращени  вибратора 5 и усили  сжати  пружины 8. Дл  испытани  того же образца с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностоикость маховую массу 4 жестко закрепл ют фиксаторами на основании. 3 ил. J (Л О № О СО о п

Description

Изобретение относитс  к испыта- тельной технике, в частности к установкам дл  испытани  образцов - материалов на прочность при плоском циклическом изгибе.

Цель изобретени  - расшире ше функциональных возможностей путем обеспечени  испытани  как гладких образцов на усталость, так и образцов с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностойкость за счет исключени  вли ни  эффекта изменени  возмущающей силы центробежного вибратора. На фиг. 1 показана предложенна 

- .л.. .

установка, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - результаты сравнительных испытаний.

Установка содержит основание 1, упруго св занные с ним посредством пружин 2 две маховые массы 3 и 4, центробежный вибратор 5, установленный на массе 3, т гу 6, жестко св занную с массой 3, проход щую через отверстие 7 в массе 4 и подпружиненную к ней пружиной 8, поджимаемой гайкой 9, фиксаторы, выполненные в виде шпилек 10, св занных с опорами 11, закрепленными на основании 1, накладок 12 и гаек 13 и предназначенные дл  обеспечени  возможности жесткой св зи с массой 4. Образец 14 дл  испытаний жестко соединен с обеими маховыми массами 3 и 4.

Установка работает следующим образом .

Усталостные испытани  гладкого образца при асимметричном цикле на- гружени  провод т при отпущенных гайках 13 фиксаторов и при наличии зазоров между маховой массой 4, опорами 11 и накладками 12. Величину максимальных напр жений на внешней сторон образца 14 и коэффициент асимметрии цикла (г) устанавливают путем регулировани  частоты вибратора 5 и усили  сжати  пружины 8. Испытани  провод т до по влени  макротрещины глубиной (1-2) мм.

Дл  испытани  того же образца с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностойкость маховую массу 4 жестко закрепл ют с помощью фиксаторов на основании 1 и устанавливают частоту вращени  вибратора 5 дл  создани  контролируемого изгибающего момента М на образце 14, который определ етс  по формуле

11 L тай Б sinCQt,

5

0

5

0

5

где L - рассто ние от оси вибратора

до оси образца,

m - неуравновешенна  масса вибратора}

СО- частота возмущающей силы (углова  скорость центробежного вибратора)J

Б- эксцентриситет неуравновешенной массы.

В процессе нагружени  периодически фиксируетс  характерный размер 1 трещины и соответствующее ему число циклов N. Использу  полученные значени  Ц, NJ и М, стро т диаграмму dl/dN - К, (К - коэффициент интенсивности напр жений) и определ ют характеристики циклической трещино- стойкости материала образца.

Пример осуществлени  испытаний. Исследовали усталостные свойства сталей марок 40ХН2МА и 60Х2СМФ после изотермического отжига. Образцы сечением 20 х 30 мм испытывались на усталость при чистом изгибе на установке типа УП-20 при коэффициенте асимметрии г «к 0,2.

После образовани  трещин глубиной (1,) мм одна часть образцов извлекалась из установки УП-20 и испытывалась на гидравлической машине МУП-20 по схеме трехточечного изгиба до разрушени . При этом фиксировались максимальна  и минимальна  нагрузки цикла, длина трещины и число циклов. Друга  часть образцов после жесткого закреплени  свободной маховой массы установки УП-20 на основании посредством фиксаторов испытывалась на этой же установке. При этом в обоих случа х выдерживалось посто нное значение К ьдВ вершине трещины и г 0,2 (на машине МУП-20 путем регулировани  силы, а на установке УП-20 путем изменени  угловой скорости центробежного вибратора). Длина трещины фиксировалась оптическим методом. Результаты испытаний в виде зависимостей N - 1 показаны на фиг. 3. Анализ показывает, что скорость роста усталостной трещины в образце, испытанном на машине МУП-20, соответствует скорости ро.с- та трещины образца на модернизированной установке УП-20, что обеспечивает возможность проведени  испытаний образцов с трещиной на предлагаемой установке.

Claims (1)

1. .Формула изобретени

   Установка дл  испытани  образцов материалов при плоском циклическом изгибе, содержаща  основание, упру- го св занные с ним две маховые массы , центробежный вибратор, закрепленный на одной маховой массе, и т гу, закрепленную на этой массе и св занную посредством упругого элемента с второй маховой массой, о т- личающа с  тем, что, с це1620904

   лью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  испытани  как гладких образцов на усталость , так и образцов с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностойкость за счет исключени  вли ни  эффекта изменени  возмущающей силы центробежного вибратора, она снабжена фиксаторами, закрепленными на основании и предназначенными дл  жесткой св зи его с второй маховой массой.

   ФиеЛ

   ФигЗ

   в

   10

   п

   Число цимловЗ fff)