SU1670506A1 - Способ усталостных испытаний материала при неоднородном напр женном состо нии и образец дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к механическим испытани м, к способам и образцам дл  усталостных испытаний при неоднородном напр женном состо нии. В образце в виде плоского S-образного элемента с центром симметрии выполн ют в захватных участках узлы креплени  в виде гнезд с центрами, расположенными вдоль двух дуг окружности с центром в центре симметрии образца. Образец циклически нагружают. Мен   узлы креплени  образца, мен ют градиент в зонах реализации неоднородного напр женного состо ни . 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Description

1

(21)4739727/28

(22)25.0989

(46) 1508.91. Бюл.№30

(71)Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им 1А.Чаплыгина и Новосибирский институт инженеров водного транспорта

(72)В И.Капустин и О Т Сидоров (53)620.178(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 1244555. кл.С 01 N 3/32, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1057801, кл. G 01 N 3/00. 1981 (54) СПОСОБ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛА ПРИ НЕОДНОРОДНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ И ОБРАЗГЦ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относитс  к механическим испытани м, к способам и образцам дл  ус талостных испытаний при неоднородном напр женном состо нии В образце в виде плоского S-образного элемента с центром симметрии выполн ют в захватных участь х узлы креплени  в виде гнезд с центрами расположенными вдоль двух дуг окружно сти с центром в центре симметрии образца Образец циклически нагружают Мен   уз лы креплени  образца, мен ют градиент п зонах реализации неоднородного напр женного состо ни  2 с.п ф лы 2 ил

Изобретение относитс  к технике механических испытаний, к способам и образцам дл  усталостных испытаний при неоднородном напр женном состо нии.

Цель изобретени  - повышение достоверности результата путем учега изменени  напр женного состо ни  с развитием по- врежденности,

На фиг.1 приведен предлагаемый образец , общий вид. на фиг 2 - зависимости из- менений относительной величины предельной нагрузки (Р) по отношению к нагрузке при нагружении через первый узел от номера узла нагружени  (N), который св зан с величиной неоднородности напр женно-деформированного состо ни  (НДС).

Устройством дл  реализации способа может служить стандартна  испытательна  машина, позвол юща  циклически нагружать исследуемый образец

Образец содержит узлы 1 5 креплени  в виде гнезд, рабочий участок 6 захватные участки 7.

А В обозначают рабочие зоны образца т.е зоны реализации неоднородного НДС Рабочий участок 6 сопр жен с захватными участкам/1 по окружности радиуса R а образец представл ет собой S-образный элемент На каждом захватном участке выполнены узлы 1 - 5 креплени (например в виде отверстий), причем одноименные узлы креплени  диаметрально расположены на дуге окружности с центром совпадающим с центром образца. Крайние узлы 1 и 5 креплени  каждого захватного участка 7 выполнены в месте пересечени  плоскости об разца с взаимно перпендикул рными плоскост ми, проход щими через центр рабочего участка 6.

Способ реализуетс  следующим образом .

о J

о ел о о

Образец материала циклически нагружают , ступенчато измен   величину градиента напр жени  - величину неоднородности НДС, по мере накоплени  поврежденности. При использовании данного образца ступенчатое изменение градиента осуществл етс  перестановкой узлов креплени  образца.

Однокомпонентное нагружение, которое реализуетс  в предлагаемом способе, более точно и просто, чем многокомпонентное нагружение при неоднородном НДС. Наличие у образца только двух концентратов - конкретных мест, в который регистрируетс  изменение температуры, - позвол ет повысить точность, так как исключает неопределенность, котора  присутствует при наблюдении за температурой по периметру поверхности проточки. Измерение величины нагрузки и величины неоднородности НДС в момент начала теплового излучени , по которому суд т об изменении температуры с рабочей зоны образца, по- звол ет с большей точностью характеризовать прочностью свойства материала, чем измерение температуры с поверхности проточки . Сравнение зависимости изменени  относительной величины нагрузки дл  образца , выполненного из исследуемого материала , с зависимостью дл  образца, выполненного из другого материала, позвол ет количественно оценить изменение прочностных свойств исследуемого материала .

Пример. Необходимо определить и сравнить прочностные характеристики двух материалов - стали 1Х18Н10Т и меди М1. Дл  этого нанос т покрытие - липкую полихлорвиниловую изол ционную ленту на рабочую часть образцов, закрепл ют каждый образец в испытательной установке за узлы 1 - 1 креплени . Нагружают ступенчато увеличивающейс  циклической нагрузкой при пульсирующем цикле до ех пор, пока в рабочих зонах А и В зарегистрируетс  начало увеличени  интенсивности потока инфракрасного излучени .

Дл  регистрации потока инфракрасного излучени  используют тепловизор А6А-680 с чувствительностью 0,1° радиационной температуры. В момент начала увеличени  интенсивности потока инфракрасного излучени  измер ют величину нагрузки, измер ют и измен ют величину неоднородности НДС рабочего участка образца одновременно путем нагружени  S-образного образца. Дл  изменени  неоднородности закрепл ют S-образный образец за узлы 1-1,2-2,

3-3N - N (N 5). Измер ют величину

неоднородности, в данном примере по номеру узла, через который производилось нагружение образца. Максимальна  величина неоднородности соответствует закреплению за узлы 1 - 1, а при

закреплении за узлы 5-5 (фиг.1) в центральной части образца реализуетс  практически однородное НДС.

После определени  предельной нагрузки при закреплении за узлы 1 - 1 образец

0 переставл ют и нагружают за узлы 2 - 2 и т.д. Аналогичные операции провод т по определению величины предельной нагрузки, повтор ют дл  второго образца (медного). Стальной и медный образцы изготовлены по

5 одному чертежу и имеют одинаковые размеры . Толщина образцов 3 мм. Дл  нагружени  используют машину дл  усталостных испытаний типа MTS. Частота нагружени  равна 10 Гц.

0В результате испытаний партии из трех

образцов дл  каждого материала получен график (фиг.2). Из фиг.2 видно, что если сталь и медь при неоднородности НДС, соответствующей точке 1, характеризовать

5 одинаковой величиной предельной нагрузки , то при однородном НДС предельна  нагрузка дл  стали примерно в два раза больше, чем дл  меди.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0 1. Способ усталостных испытаний материала при неоднородном напр женном состо нии , заключающийс  в том, что образец циклически нагружают и регистрируют изменение температуры в зоне неоднородно5 го напр женного состо ни , по которому суд т о кинетике повреждени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности путем учета изменени  напр женного состо ни  с развитием повреж0 денности, при нагружении ступенчато измен ют градиент напр жений в зоне неоднородного напр женного состо ни .
2. 2. Образец дл  усталостных испытаний материала при неоднородном напр жен5 ном состо нии, содержащий два захватных участка и расположенный между ними пр молинейным рабочий участок, включающий две зоны неоднородного напр женного состо ни , отличающий с  тем, что, с

   0 целью повышени  достоверности результата испытаний путем обеспечени  учета изменени  напр женного состо ни  с развитием поврежденности, образец имеет форму пластины, захватные участки выпол5 нены в форме секторов с гнездами дл  подсоединени  к испытательной машине, центры которых расположены вдоль дуг одной окружности, центр которой совпадает с центром образца, захватные участки образуют совместно с рабочим участком S-об516705066

   разный элемент, а зоны неоднородного на- стках сопр жени  рабочего участка с запр женного состо ни  расположены на уча- хватными.

   (pe/ff.1

   Фиг. I