SU1668914A1 - Установка дл износоусталостных испытаний материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к механическим испытани м материалов и может быть использовано дл  износоусталостных испытаний материалов, а также дл  оценки вли ни  трени  на характеристики сопротивлени  усталости. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  испытани  не только при наличии изгибающего усили , но и при различных напр жени х цикла. Предварительно производ т испытани  серии образцов 3 на усталость без трени , а дл  каждой последующей серии задают координаты локальной зоны, в которой устанавливают контробразец 6. Локальные зоны располагают в одном и том же сечении по наружной поверхности цилиндрических образцов 3, где действуют определенные напр жени  цикла. В процессе испытаний регистрируют характеристики сопротивлени  усталости и стро т семейство кривых усталости, по которым определ ют вклад трени  в усталостное повреждение материала. Механизм прижима контробразца 6 к образцу 3 выполнен в виде рычага 7 с контробразцом 6 и кольца 8, установленного соосно с держателем 2 образца 3 и прикрепленного к основанию 1 установки с возможностью его дискретного перемещени  вокруг своей оси. На одном конце рычага 7 закреплен на тросе 11 груз 12 дл  прижати  контробразца 6 к образцу 3, а другой конец рычага 7 шарнирно установлен на кольце 8. На кольце 8 также шарнирно установлен шкив 13, на который опираетс  трос 11 с грузом 12 дл  обеспечени  стабильности нагрузки, с которой контробразец 6 прижимают к образцу 3. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к области механических испытаний материалов и может быть использовано дл  износоусталостных испытаний материалов, а также дл  оценки вли ни  трени  на характеристики сопро- тивлени  усталости.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем обеспечени  испытани  не только при наличии изгибающего усили , но и при различ- ных напр жени х цикла.

На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - механизм прижима в различных положени х; на фиг. 4 - эпюра действующих напр - жений цикла в сечении образца; на фиг. 5 - семейство кривых усталости.

Установка содержит основание 1. на котором закреплен держатель 2 цилиндрического образца 3, привод 4 его вращени , узел 5 нагружени  свободного конца образца 3 изгибающим усилием и механизм прижима контробразца 6 к образцу 3, выполненный в виде рычага, св занного средней частью с контробраэцом 6. и кольца 8, установленного соосно держателю 2 образца 3 и прикрепленного к основанию 1 установки с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации. Дл  обеспечени  этого кольцо 8 крепитс  к основанию 1 установ- ки при помощи замков 9 и 10, например, типа струбцин. На одном конце рычага 7 закреплен на тросе 11 груз 12 дл  прижати  контробразца б к образцу 3, а второй конец рычага 7 шарнирно установлен на кольце 8. Дл  обеспечени  стабильности нагрузки, с которой контробразец 6 прижимают к образцу 3, на кольце 8 шарнирно установлен шкив 13, предназначенный дл  огибани  его тросом 11.

На фиг. За показано прижатие контробразца 6 к образцу 3 в локальной зоне раст жени  его поверхностных слоев, т.е. там, где действуют максимальные напр жени  цикла (фиг. 4). На фиг. 36 показан узел при- жима, повернутый по часовой стрелке на 90° вокруг образца 3 относительно того положени , которое показано на фиг. За. Измен ютс  координаты локальной зоны, в которой прижимают контробразец 6 к об- разцу 3, а следовательно, измен ютс  и на- пр жени  цикла, действующие в поверхностных сло х образца 3 (фиг.4). При повороте узла прижима еще на 90° по часовой стрелке (фиг. Зв) прижатие контробраэ- ца 6 к образцу 3 осуществл етс  уже в локальной зоне сжати  его поверхностных слоев, т.е. где действуют Минимальные напр жени  цикла (фиг. 4).

Установка работает следующим образом .

Предварительно провод т испытани  на усталость по ГОСТу серии образцов 3 из стали 45, дл  чего каждый образец 3 серии закрепл ют в держателе 2. Дл  нагружени  образца 3 изгибающим усилием на его свободном конце устанавливают узел 5. После выхода образца 3 на заданную частоту вращени  50 Гц приводом 4 производ т нагружен ие образца 3 изгибающим усилием с помощью узла 5, а в процессе испытаний регистрируют характеристики сопротивлени  усталости и стро т кривую усталости (фиг. 5, крива  I).

Последующие серии образцов 3 подвергают износоусталостным испытани м, при этом дл  каждой последующей серии задают координаты локальной зоны на наружной поверхности образца 3, в которой установлен контробраэец 6 дл  организации внешнего трени . Дл  чего контробразец 6 закрепл ют на рычаге 7, шарнирно установленном на кольце 8. Устанавливают кольцо 8 поворотом вокруг своей оси так, чтобы прижатие контробразца 6 к образцу 3 осуществл лось в локальной зоне раст жени  поверхностных слоев образца 3, т.е. где действуют максимальные напр жени  цикла (фиг. За), или в локальной зоне сжати  поверхностных слоев, т.е. где действуют минимальные напр жени  цикла (фиг. Зв). Затем каждый образец 3 серии закрепл ют в держателе 2, на свободном его конце устанавливают узел 5 и привод т во вращение приводом 4.

После выхода образца 3 на заданную частоту вращени  50 Гц производ т нагружение образца 3 изгибающим усилием с помощью узла 5, и прижимают контробраэец 6 к образцу 3 в одной из указанных локальных зон образца 3, а в процессе испытани  регистрируют характеристики сопротивлени  усталости и стро т кривые усталости (фиг. 5). Крива  II усталости (фиг. 5) соответствует износоусталостным испытани м, когда контробразец 6 прижимают к образцу 3 в локальной зоне раст жени  (фиг. За), а крива  III (фиг. 5) - в локальной зоне сжати  (фиг. Зв). Усилие прижати  контробраэца 6 к образцу 3 посто нное и равно 7 МПа.

Последующим вычитанием из суммарного воздействи  от усталостного разрушени  в трех указанных случа х определ ют вклад трени  в усталостное повреждение материала при различных напр жени х цикла.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Установка дл  износоусталостных испытаний материалов, содержаща  основание , размещенный на нем держатель цилиндрического образца материала с приводом его вращени , узел нагружени  свободного конца образца изгибающим усилием, контробразец и механизм прижима контробраэца к образцу, отличающа - с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  испытани  не только при наличии изгибающего усили , но и при различных напр жени х цикла, механизм прижима

   0

   контробразца к образцу выполнен в виде кольца, установленного на основании соос- но с держателем образца с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации, расположенного в плоскости кольца рычага, один конец которого шарнирно св зан с кольцом, а средн   часть - с контробраэ- цом, троса с грузом, св занного с другим концом рычага, и шкива, закрепленного на кольце и предназначенного дл  огибани  его тросом.

   г г f г /fSSг

   Фм.1

   «

   Ч к

   4,0

   &макс

   мич

   (Риг. 4

   Wtorf 6 °