Оборудование Испытания на усталость

ОБОРУДОВАНИЕ Для ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ [c.155]

Авторы надеются, что приведенные в книге технологические рекомендации и рассмотренные в ней методика, а также оборудование для испытаний на усталость при высокочастотном нагружении найдут применение в машиностроительных проектно-конструкторских, технологических и научно-исследовательских организациях. [c.5]

В книге обобщены результаты работ по созданию комплекса научного оборудования для программных испытаний на усталость. Приведены характеристики усталости, определяемые с помощью программных испытательных машин, дано обоснование основных требований, предъявляемых к таким машинам, а также методов составления испыта гельных программ по данным статистической обработки информации об эксплуатационной нагруженности деталей. Основное внимание уделено динамическому исследованию программных испытательных машин, программирующих и стабилизирующих устройств, командной и исполнительной аппаратуры. [c.2]

Иногда термическую усталость с наложением циклического изменения внешних сил на температурный цикл называют термомеханической усталостью, считая, что при этом добавляются механические напряжения. Усталость такого типа рассматривают отдельно от термической усталости без нагружения дополнитель- ными внешними силами в случае применения машины Коффина с постоянным коэффициентом стеснения деформации. Однако подобное разделение не имеет смысла, если учесть данное выше определение термических напряжений и методику современных испытаний на усталость. Особенности испытаний на усталость в том и другом случае просто описываются различием степени стеснения деформации. Ниже описываются некоторые особенности [7 ] оборудования для испытаний на термическую усталость и методики проведения экспериментов. [c.247]

Стенды для испытания деталей на усталость. При стендовых испытаниях деталей на усталость решается более широкий круг задач, чем при стендовых испытаниях на статическую прочность. Поэтому в первом случае применяемое испытательное оборудование значительно разнообразнее, чем при испытаниях на статическую прочность. На рис. 77 приведена схема характеристик усталостной прочности автомобильных деталей и виды испытаний на усталость. [c.126]

Стенд 5 для проведения испытаний на ударную усталость при изгибе оборудован опорами, имеющими демпферы, что устраняет влияние ударных волн. Созданы стенды для испытания при знакопеременных ударных нагрузках, а также при повторных ударных нагрузках 4 [c.260]

МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ [c.17]

Для оценки сопротивления усталости материалов, предназначенных для производства энергетических установок, химического и другого оборудования, нами [80] разработана методика и создано оборудование для испытания материалов на усталость при периодическом смачивании, нагретых до повышенных температур образцов, брызгами коррозионной среды. Установки работают по принципу чистого изгиба вращающегося [c.24]

Испытания на коррозионную усталость, как известно, характеризуются неизбежным разбросом результатов эксперимента. Разброс вызывается погрешностью машин, условиями проведения опыта, точностью и технологией изготовления образцов и др., а также неоднородностью структуры и химического состава испытываемого материала. (наличие неметаллических включений, микротрещин, химическая неоднородность, анизотропность механических свойств и пр.). Если влияние первой группы факторов можно значительно уменьшить усовершенствованием оборудования и методики испытаний, то рассеяние экспериментальных данных, вызванное неоднородностью материала, связано со статистической природой коррозионно-усталостного разрушения и его нельзя полностью устранить. Его необходимо учитывать при испытаниях достаточно большого числа образцов, а результаты опыта желательно обрабатывать с помощью методов математической статистики. [c.32]

Оборудование и метод испытания на термическую усталость при сложнонапряженном состоянии. При выборе метода испытаний материала на термическую усталость при сложнонапряженном состоянии необходимо учитывать реальную напряженность в нем и необходимость получения количественной оценки сопротивления материалов в этих условиях. Кроме того, испытания должны быть сравнительно простыми для проведения их в обычной лаборатории горячих механических испытаний без использования сложного теплотехнического оборудования. Исходя из этого был выбран метод испытания на термическую усталость при растяжении и сжатии с кручением. [c.58]

Оборудование и метод испытания на термическую усталость в различных окружающих средах. Для массовых исследований коррозионно-термической усталости (процессов возникновения и развития термоусталостных трещин) необходимо универсальное испытательное оборудование, позволяющее производить теплосмены с охлаждением в различных окислительных, нейтральных, восстановительных средах. Оригинальная герметизированная автоматически действующая установка с расположенными вне рабочего объема нагревательными элементами и системой электромагнитного привода позволяет одновременно испытывать большое число образцов и использовать в качестве охлаждающего агента самые разнообразные вещества (жидкие металлические расплавы, соли, масла, воду, эмульсии и т. п.). Установка выполнена в двух вариантах по способу нагрева и охлаждения образцов (газ—жидкость и жидкость—жидкость). [c.62]

Шлицевые соединения испытывают на усталость при переменном кручении, симметричном или асимметричном цикле нагружения. В качестве оборудования применяются машины типа машин Шенка с возбуждением нагрузок кривошипным механизмом, машины с - электромагнитным способом силовозбуждения типа МКП-8, а также машины с инерционным возбуждением. Применение приспособления позволяет при необходимости проводить испытания при сложном нагружении (изгиб с кручением). [c.238]

Горячие испытания металлов на усталость приобрели в последние годы очень большое значение как метод, дающий необходимые характеристики для правильного выбора допускаемых напряжений при расчете деталей, работающих в условиях переменных (циклических) нагрузок и высоких температур. К таким деталям современного энергетического оборудования относятся лопатки паровых и газовых турбин, диски газовых турбин, клапаны двигателей внутреннего сгорания, детали горячих насосов и др. [c.260]

Воздушные С. как наиболее мощные излучатели в диапазоне высоких звуковых п УЗ-вых частот применяются для исследования материалов и конструкций на усталость, для шумовых испытаний электронного оборудования и в целом ряде технологич. процессов при акустич. коагуляции мелкодисперсных аэрозолей, для воздействия на процессы тепломассообмена в ультразвуковом поле и др. Широко известно применение С. для тревожной или оповестительной сигнализации. [c.326]

Воспроизводимость результатов испытаний образцов на контактную усталость обеспечивается комплексом требований к испытательному оборудованию, методом отбора образцов и условиями проведения испытаний. За расчетное напряжение в зоне контакта принимается максимальное нормальное напряжение (МПа) [c.46]

Созданы методики и оборудование для усталостных испытаний высокомодульных материалов. Расчеты на прочность при переменных нагрузках как по коэффициентам запаса прочности, так и при помощи вероятностных методов расчета требуют знания характеристик сопротивления усталости материала. Для этого разработаны оборудование и методики проведения усталостных испытаний композитов при растяжении, изгибе, межслойном сдвиге и смятии в мало- и многоцикловой областях. Установлено, в частности, что современные углепластики обладают высоким сопротивлением усталости по сравнению с металлическими материалами, что позволяет эффективно применять их при значительных амплитудах переменных нагрузок. Были выявлены статистические закономерности подобия усталостного разрушения углепластиков и разработаны предпосылки создания инженерной методики оценки усталостной долговечности элементов конструкций из углепластиков. [c.17]

При сопоставлении сопротивления термической усталости различных материалов необходимо учитывать свойства окружающей среды, оказывающей существенное влияние на процессы возникновения и кинетику распространения термоусталостных повреждений. При лабораторных испытаниях образцов часто это условие трудно выполнить, так как это связано с применением специализированного испытательного оборудования. [c.138]

Наиболее широкая область применения ускоренных испытаний — это контроль качества продукции. В этом случае полные характеристики сопротивления усталости для изделий данного типа известны по результатам ранее проведенных стендовых испытаний, и задача заключается в периодическом сопоставлении свойств изделий очередных партий с эталонными характеристиками данного изделия. Получение для этих целей всей кривой усталости контролируемых деталей даже при круглосуточной работе испытательного оборудования требует эксперимента, длящегося несколько месяцев, поэтому в производственных условиях становится необходимым переход на форсированные испытания. [c.167]

Процесс упрочнения является финишной операцией, поэтому выполняется после механической и термической обработки детали. Вид (характер) упрочнения каждой конкретной детали выбирается, исходя из ее конструктивно-технологических и эксплуатационных характеристик с учетом технологических и технико-экономических показателей процесса, назначаемого из числа существующих или специально разработанных для широкофюзеляжных самолетов. При этом в качестве одного из основных условий требуется обеспечить высококачественное упрочнение большого количества силовых деталей при минимальном количестве применяемых способов упрочнения и типоразмеров оборудования. Эффективность выбранных режимов упрочнения предварительно оценивается по результатам испытаний стандартных образцов на малоцикловую усталость при растяжении асимметричным циклом нагружения, а также (при необходимости) по результатам испытаний образцов на сопротивление износу, коррозии под напряжением и других испытаний, В дальнейшем эффективность упрочнения окончательно оценивается по результатам испытания агрегатов на ресурс н надежность. [c.229]

При испытаниях на усталость существенным является надлежащий выбор метода испытаний, позволяющего наиболее эффективно их планировать в зависимости от назначения, располагаемого количества испытуемых образцов, возможностей испытательного оборудования, особениостех сопротивления усталости материала и требуемой точности оценки характеристик сопротивления усталости. [c.61]

В связи с трудностями определения характеристик трещиностой-кости для пластичш,1х материалов (отсутствие испытательного оборудования, большие габариты образцов, сложная методика) предложено много методов опреде.тепия трещиностойкости мета.тлов К с) - через механические характеристики и параметр структуры [2—4], по результатам испытаний на усталость при круговом изгибе [5], по критической длине трещины при испытаниях на усталость [1, 5, 7], по скрытой теплоте плавления и размерам ямок [7], по параметрам зоны вытяжки, определяемой методами количественной фрак-тографии [81, и др. В работе [4] приведен краткий обзор взаимосвязи характеристик трещиностойкости с другими характеристиками. [c.195]

В связи с тем что расширение экспериментальных основ расчета деталей при нестационарных режимах нагружения невозможно без надлежащего научного оборудования. Институтом механики АН УССР разработана серия машин и приборов для программных испытаний на усталость материалов и натурных деталей в широком диапазоне частот, усилий и динамических перемещений. Эти машины позволяют с достаточной степенью точности воспроизводить эксплуатационные режимы изменения напряжений путем варьирования их по дискретной схематизированной программе и в настоящее время нашли применение во многих научно-исследовательских и промышленных лабораториях.. [c.3]

Как следует из рис. 68, для всех вариантов сборки испытательных машин базовыми узлами являются плита и возбудитель, остальные узлы монтируются по требованию потребителя, что существенно удешевляет оборудование. То же относится и к узлам программирования, поэтому машины могут использоваться не только для программных, но и для обычних стационарных испытаний на усталость. [c.114]

Непосредственное слежение за изменением напряжений может осуществляться с помощью устройств, предназначенных для программных испытаний, однако в весьма ограниченных масштабах в связи с необходимостью синхронной работы возбудителя и программирующего устройства. Кулачковые механизмы также не могут быть рекомендованы, так как их применение в значительной степени снижает производительность оборудования, и, что очень существенно, с помощью вращающегося кулачка можно воспроизвести только один какой-либо закон изменения напряжений и лишь с малым числом экстремумов в одном периоде. Поэтому нашел распространение второй метод воспроизведения бигар ионических нагрузок— возбуждение и суммирование синусоидальных составляющих. Этот метод был положен в основу создания первой бигармониче-ской машины для испытания на усталость материалов при двухчастотном нагружении с соотношением частот гармонических составляющих 2 1 3 1 и 3 2 [3]. [c.132]

Испытаниям на усталость характерен повышенный разброс результатов, что обусловлено большим числом различных факторов, влияющих на сопротивление усталостному разрушению. Основными факторами, определяющими рассеяние результатов испытаний на усталость, являются макро- и микронеоднороДность структуры конструкционных материалов, неоднородность качества поверхности образцов II элементов конструкций, колебания в условиях испытаний (среда, температура и пр.). Разброс характеристик сопротивления усталостному разрушению зависит также от состояния испытательного оборудования и квалификации обс.чуживающего персонала, однако при соблюдении основных требований к постановке и проведению испытаний влияние последних факторов на рассеяние результатов оказывается незначительным. [c.137]

Документация о лабораторном оборудовании, данных исследований и деталях экспериментов в лаборатории Баушингера необычайно полна. Баушингер нумеровал свои опыты последовательно. В трактате 1886 г. упоминается 3678 опытов, выполненных начиная с 1875 г. (номера опытов в этом году были от 938 до 1000) и кончая опытом 4615, датированным ноябрем 1885 г. В некоторые месяцы он проводил на одной машине до 150 испытаний, каждое из которых требовало сложной настройки оптического экстензометра — иногда несколько раз за один эксперимент. В 1886 г. Баушингер дал Кеннеди (Kennedy [1887, 1]) описание своего лабораторного оборудования для предстоявшего большого исследования, озаглавленное Использование и оборудование инженерных лабораторий 1) 100-тонная испытательная машина Вер дера, снабженная прибором с зеркальным экстензометром Баушингера (это было основное оборудование, на котором выполнено около 5000 опытов) 2) машина типа Вёлера для испытаний на усталость при растяжении 3) машина типа Вёлера для циклического изгиба 4) машина для изгиба пластин 5) машина для испытаний материалов на износ 6) приспособление для испытаний цемента на 100-тонной машине Вердера 7) механические станки для изготовления образцов с приводом от двигателя Отто в две лошадиные силы. [c.54]

Испытательные образцы казенников являлись плоскими образцами для испытания на усталость (рис. 34). При сравнении обнаружено, что результаты испытаний при циклическом нагружении, как показано, согласуются с поведением моделей при натурных испытаниях. Эти испытания позволяют оценить конструкцию и видоизменить отдельные участки казенника до изготовления дорогостоящих прототипов. При испытании прототипов используют оборудование большой мощности для испытания на удар, на котором создаются условия нагружения, близкие к фактическим условиям, возникающим при стрельбе, в результате чего уменьшается объем натурных испытаний (Вейгль, 1964 г.). [c.322]

На основании первых анализов термоусталостных повреждений элементов котлотурбинного оборудования и результатов лабораторных испытаний на термическую усталость образцов из перлитных и аустенитных сталей было определено, что в перлитных сталях, работающих в воде или водяном паре, термоусталостные трещины имеют полостевидную форму с округлыми окончаниями и характерными признаками коррозии, в то время как в сталях с аустенитнои структурой образуются тонкие и глубокие, чаще всего транскристаллитные острые трещины. Различия в форме термоусталостных трещин были объяснены характерной особенностью ферритно-перлитной и аустенитной структур и главным образом различием комплекса теплофизических характеристик стали с а- и -у-решеткой. В результате изучения характера трещин коррозионно-термической усталости в широком диапазоне температур были выявлены новые закономерности и показано, что Б зависимости от условий испытаний может иметь место та или иная форма трещин как в аустенитной, так и в перлитной стали. [c.129]

Надежность работы в значительной мере зависит от соответствия примененных материалов и их качества требованиям нормативнотехнологической документации. Действующие нормы и правила предусматривают механические испытания и металлографический анализ основного металла и сварных соединений котлов, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением. Объемы и методы механических испытаний и металлографических исследований строго регламентированы [23, 24, 25]. Механические испытания ставят своей задачей определение механических свойств при комнатной и рабочей температуре, без знания которых нельзя правильно выбрать материал для изготовления детали и оценить состояние металла в процессе эксплуатации. Основными видами механических испытаний являются испытания на растяжение, твердость и на ударный изгиб (динамические испытания). Технологические испытания на загиб, раздачу и свариваемость служат для оценки возможности проведения технологических операций, необходимых для изготовления и монтажа оборудования (сварки, гибки, вальцовки и т. п.). Такие важнейшие для котельных материалов испытания, как испытания на ползучесть, длительную прочность, сопротивление усталости, релаксацию напряжений, не предусматриваются действующими правилами котлонадзора в качестве контрольных и служат в основном для выбора допускаемых напряжений и установления ресурса работы элементов, изготовленных из различных сталей. [c.8]

При испытании материалов на усталость по рассмотренным выше силовым схемам необходимо разрабатывать специальное оборудование пульсаторы, необходимые захваты для образцов различных размеров. Это оборудование не вошло еще в серийное производство и не доступно для многих лабораторий. Силовая схема narpyJKe-ния образца с трещиной, изображенная на рис. 105, применима в основном только при исследовании материала большой толщины. Коэффициент интенсивности напряжений Ki для [c.196]

Правая часть уравнения (3.84) представляет собой сумму ординат кривых усталости при пластическом деформировании и при классической (многоцикловой) усталости. Показатель степени v для углеродистых и большинства легированных сталей принимают равным 0,12, что приблизительно соответствует показателю кривой усталости с уравнением (3.75) m = 8. Уравнения типа (3.84) удобны в практических приложениях параметры кривой усталости выражены в них через механические характеристики материала при стандартных испытаниях на растяжение. Уравнения пригодны также при повышенных температурах, что обусловило их широкое применение в энергомашиностроении, в частности, в расчетах атомных реакторов и другого оборудования атомных электростанций. Уравнение (3.84) нельзя разрешить в явном виде относительно числа циклов N. С точки зрения прогнозирования ресурса удобнее кусочногладкие аппроксимации типа формул (3.77) с выделением участка малоцикловой усталости, участка многоцикловой усталости и, возможно, переходной области. В сочетании с правилом суммирования аппроксимация (3.77) приводит к критериям типа [34, 76] [c.101]

Методика испытаний и оборудование, Чспытания материалов на малоцикловую усталость проводятся на специальных машинах, которые по возможности имитируют различные эксплуатационные условия (регулируемые температуры и давления. программное нагружение). [c.60]

Применение более коррозионно-стойких материалов позволяет повысить предел коррозионной усталости элементов бурового оборудования. Ниже приведены сравнительные данные по пределу усталости конструкционных материалов на воздухе и в среде бурового раствора состава глинистый отстой с 3% Na l, 5% КССБ (сульфит спиртовая барда), 0,5% П79 (20%-ный раствор Альфоно-ла-79 в дизельном масле). Данные приведены для капельного метода подвода раствора к поверхности образца при базе испытания 10 циклов. [c.112]

Испытания проводят на машинах, предназначенных для определения сопротивления усталости указанных объектов в воздухе. Машины снабжены специальными устройствами для подвода коррозионной среды и управления ее взаимодействием с деформируемым металлом (изменение концентрации кислорода и температуры, введение ингибиторов или депассиваторов, катодная или анодная поляризация образцов и др.). Поскольку конструкции большинства серийно выпускаемых промышленностью машин, принципы их работы, технические характеристики широко освещены в литературе, мы рассмотрим здесь лишь комплекс оборудования для изучения влияния масштабного, частотного и некоторых других факторов на сопротивление усталости металлов, разработанного в ФМИ им. Г.В.Карпенко АН УССР [79—82] и нашедшего применение во многих лабораториях научно-исследовательских организаций, вузов и промышленных предприятий. Так, для изучения влияния размеров образцов на их сопротивление усталостному разрушению примерно в иден- [c.22]

В ФМИ им. Г.В.Карпенко АН УССР разработана гамма испытательных машин (табл. 1) для изучения малоцикловой и коррозионной усталости металлов - в виде плоских образцов рабочей толщиной 0,5-100 мм [90]. На базе указанных машин созданы некоторые разновидности оборудования, предназначенного для испытания образцов в условиях воздействия низких или повышенных температур и давлений, а также некоторых газовых сред. [c.32]

На сопротивление усталости сварного соединения кроме масштабного фактора, концентрации напряжений и состояния поверхности влияют также механические свойства металла шва, юколошовной зоны и основного металла, распределение остаточных напряжений, дефекты сварки (непровары, неметалллические включения, сварочные трещины и т. д.). Эти факторы, в свою очередь, зависят от материала электродов и обмазки, от оборудования и режимов сварки, от квалификации сварщика, от методов контроля готовых сварных соединений и выбраковки дефектных и т. д. Влияние этих факторов на Уа д может быть оценено по результатам усталостных испытаний сварных соеди-гнений. [c.88]

Способность материала и изделий сопротивляться процессу усталости называют выносливостью материала. Толчком для начала исследований усталости материалов послужили участившиеся поломки колесных осей на железнодорожном транспорте в середине XIX в. Основываясь на анализе этих поломок, управляющий парком подвижного состава и локомотивного депо Нижнесилезской железной дороги во Франкфурте-на Одере (Германия) инженер А. Велер (А. Wohler) разработал оборудование и методику для определения количества максимальных изгибающих моментов в осях от приложенной нагрузки на милю пути. Оборудование, разработанное А. Велером, с 70-х гг. XIX в. и до наших дней является стандартным оборудованием, которым оснащаются лаборатории механических испытаний. Исследования показали, что изменение нагрузки связано с характером железнодорожного пути [2], а наибольшие напряжения достигаются в среднем один раз на милю пути. Полученные результаты А. Велер представил на графике, по оси абсцисс которого было отложено минимальное напряжение цикла, а по оси ординат — максимальная разность переменных напряжений (размах напряжения). [c.5]

Образец может быть простейшей формы прямоугольный брусок равного сечения, который закрепляют в зажимах специальными захватами (рис. 11), позволяющими испытывать стеклопластмассы при повторно-переменном изгибе на различных машинах [7]. Весьма удобной для изучения сопротивления усталости этих материалов является машина МУК-ЮО, оборудованная приспособлением для чистого нагружения в одной плоскости (рис. 12). Исследования проводят при симметричном и асимметричном циклах, частоте 1500 нагружений в минуту, в отдельных случаях с принудительным охлаждением образца. За базу испытаний условно принимают обычно N = 10 циклов. Изгибающий момент определяют по индикаторам динамометра машины. Макроразрушение образца из стеклопластиков при нагружении начинается с появлением первой видимой усталостной трещины. После развития ее по всей высоте рабочего участка образец считают разрушенным, прекращают исследования и снимают его с машины. Разрушаются образцы между захватами в нагружаемой части. [c.18]

К третьей группе относят методы, испапьзуюшие эффект повышения частоты испытания. Это позволяет быстро построить кривые усталости. В настоящее время разработано оборудование, которое позволяет нагружать образцы с частотой 20 кГц и более [1011]. Если для испытания образцов на базе 10 циклов на машине с частотой нагружения 50 Гц необходимо 23 суток, то па установке с магнитострикционным вибратором при частоте около 20 кГц для этого потребуется всего полтора часа. [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...