ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Машины для испытания металла на выносливость из "Проверка машин и приборов для механических испытаний материалов " Явление усталости у металла, из которого изготовлено изделие, возникает в результате многократных изменений напряжения. Оно начинается с появления на поверхности без признаков пластической деформации многочисленных характерных микротрещин. При продолжении повторно-переменных нагружений число этих трещин постепенно увеличивается и, наконец, деталь разрушается преимущественно в том сечении, в котором концентрируются напряжения. Излом по этому сечению имеет характерную поверхность. [c.109] Многочисленные случаи разрушения отдельных деталей, особенно при многократных знакопеременных напряжениях, еще до наступления предела упругости вызвали необходимость проводить испытания образцов на установках, воспроизводящих те напряжения, которые претерпевает деталь в условиях эксплуатации. Подобные испытания называются испытаниями на выносливость. Повторное приложение растягивающих, сжимающих, изгибающих, крутящих или комбинированных усилий к испытуемому образцу носит циклический характер. [c.109] Симметричным цикл называют в том случае, когда верхнее и нижнее предельные значения напряжения одинаковы по величине, но противоположны по знаку, асимметричным — когда предельные значения напряжений не одинаковы по величине. [c.109] Знакопеременным называют асимметричный цикл напряжений, предельные значения которого имеют разные знаки. [c.109] Знакопостоянным называют асимметричный цикл с предельными значениями одного знака. [c.109] Если в асимметричном цикле одно из предельных значений напряжения равно нулю, то его называют односторонним. [c.109] Основные циклы нормальных напряжений и формы кривых приведены на рис. 53. [c.111] В машинах каждой из указанных групп нагружение может осуществляться различными способами нагружение посредственно грузами при помощи рычажного устройства с грузами или пружинами кинематическое нагружение от кривошипно-шатунных или кулачковых механизмов, нагружение инерционными силами, возникающими при вращении неуравновешенных масс нагружение силами, возникающими при упругих колебаниях, близких к резонансу гидравлическое нагружение нагружение электромагнитным или электродинамическим способом нагружение посредством сжатого воздуха и др. Иногда машины изготовляются с двумя силонагружающими механизмами, например с резонансным и гидравлическим. [c.111] Многие машины оборудуются электропечами и аппаратурой для поддержания и измерения температуры образца в заданных пределах, а также устройствами для программного нагружения его по заданному одному или нескольким режимам изменения нагрузок во времени. Кроме того, они снабжаются оптическими средствами для измерения деформаций образца. [c.111] Несмотря на то, что для проектирования современных машин и инженерных конструкций знание характеристик выносливости металла при различных видах знакопеременных напряжений имеет большое значение, наиболее распространены методы определения предела выносливости изгибающей нагрузкой при вращении образца и при осевом растяжении-сжатии вследствие простоты в изготовлении и эксплуатации применяемых для этой цели машин. [c.111] Эти машины различаются способом приложения заданного момента к образцу испытание проводится или при чистом изгибе, или при консольно закрепленном одном конце образца. [c.111] Принципиальная схема машины для испытания образца чистым изгибом при вращении показана на рис. 54. Образец 5 закрепляется в захватах шпинделей 4 п6, опирающихся роликами 5 и 7 на станину машины. Шпиндели приводятся во вращение электродвигателем 1 через гибкий валик 2. Нагрузка прилагается или непосредственно путем подвешивания сменных грузов 8, или при помощи рычажной системы с перемещаемым грузом. Величину задаваемой нагрузки регулируют изменением массы сменных грузов или положением перемещаемого на рычаге груза. Число оборотов образца доводят до 12000 в минуту. [c.112] В схемах, показанных на рис. 54 и 55, осуществляется только симметричный цикл. [c.113] Для испытания образцов циклическими осевыми нагрузками применяются главным образом гидропульсационные машины одностороннего и двухстороннего действия. Их принцип работы тот же, что и универсальных машин с гидравлическим приводом, применяемых при испытаниях статическими нагрузками, с той разницей, что к рабочему цилиндру подсоединяется однопоршневой масляный насос, называемый гидропульсатором. Наибольшая и наименьшая нагрузки измеряются посредством пружинных манометров, подключаемых к рабочему цилиндру машины. [c.113] Для измерения статических нагрузок служит маятниковое силоизмерительное устройство 8, обычное для гидравлических машин. [c.114] Минимальную циклическую нагрузку измеряют манометром 1, максимальную — манометром 2. [c.114] Постоянство показаний этих манометров достигается с помощью золотника. Схема золотника приведена на рис. 57. Ось 1 имеет отверстия 2 и 3, расположенные под углом 90°. Через эти отверстия при помощи трубопроводов 4 и 5 рабочий цилиндр машины сообщается попеременно с манометрами. Ось золотника 1 приводится во вращение от того же привода, что и поршень гидропульсатора (перемещение их синхронно) при этом в момент откачивания масла из системы отверстие 2 через трубопровод 4 сообщается с манометром, указывающим минимальную нагрузку, а трубопровод 5, ведущий к манометру, отмечающему максимальную нагрузку, в этот момент перекрывается. При нагнетании масла перекрывается отверстие 2, и второй манометр сообщается с рабочим цилиндром машины через отверстие 3. [c.114] Гидропульсационные машины двухстороннего действия, с помощью которых создаются нагрузки одного или разных знаков, имеют в отличие от гидропульсационных машин одностороннего действия дополнительный цилиндр 1 (рис. 58), установленный на верхней поперечине под рабочим цилиндром. Кроме того, эти машины оборудуются баллоном 2, выполняющим роль масляного демпфера. [c.114] Поскольку многие детали и узлы этой установки соответствуют деталям и узлам машины, изображенной на рис. 56, на рис. 58 они не указаны. [c.115] Чтобы получить циклические нагрузки разных знаков, образец сначала статически сжимают силой, равной нижнему пределу знакопеременного цикла. Усилие прилагается посредством поршня цилиндра, давление в котором повышается в результате работы отдельно установленного насоса, подающего масло в баллон. Затем включают насос и нагнетают масло в верхний рабочий цилиндр. При этом сила, сжимающая образец, постепенно уменьшается, а давление масла в баллоне возрастает. [c.115] Вернуться к основной статье