Испытания на выносливость длительные

Испытания на выносливость длительные 40 [c.286]

Причиной поломок деталей машин в подавляющем большинстве случаев является усталость материала, т. е. явление внезапного разрушения при пониженных против предела прочности напряжениях от действия переменных нагрузок. Результаты статических испытаний и испытаний на удар дают возможность только до некоторой сте-пени судить о способности f материала переносить длительно действующую переменную нагрузку. Для определения этой важной характеристики материала, нужной для расчета на прочность машин и сооружений, работающих при переменных напряжениях, производят особое испытание материала, называемое испытанием на выносливость или на усталость. [c.347]

Особенностью испытания на выносливость является также их длительность. Например, для испытания только одного образца даже в очень быстроходной машине, дающей до 30 ООО циклов в минуту, требуется 5—7 часов. Для партии образцов приходится затрачивать несколько суток. Испытание каждого образца должно проводиться непрерывно, так как перерывы могут существенно влиять на окончательные результаты. [c.40]

Натурные испытания деталей на выносливость длительны и возможны только на-специальных стендах. Большой интерес представляет определение предела выносливости деталей по результатам испытания образцов. Для приближенных вычислений можно воспользоваться формулой [c.54]

Различают следующие основные виды механических испытаний статические испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение и срез длительные испытания при высоких температурах динамические испытания на ударную вязкость испытания на выносливость и усталость испытания на твердость испытания на износ и истирание технологические испытания испытания моделей, узлов или конструкций. [c.6]

Кроме этих основных узлов, многие сложные по конструкции испытательные машины, в особенности предназначенные для испытаний на выносливость при циклических нагрузках и для длительных испытаний при повышенных температурах, имеют еще дополнительные механизмы для автоматического регулирования нагрузки или деформации, для нагрева образца, для дистанционного управления и т. п. [c.9]

Для испытаний на выносливость при растяжении—сжатии до температуры 77° К могут быть применены криостаты (см. рис. 1) с внесением небольших конструктивных изменений. Успешно используется машина для знакопеременного изгиба образца без вращения (рис. 4). Цилиндрический, гладкий или с надрезом, образец, зажатый одним концом в станину машины, помещают в криостат и на втором свободном конце закрепляют коромысло с неуравновешенной массой, которая при вращении вызывает в образце переменный изгиб. Для изгиба листовых образцов в одной плоскости при той же схеме установки образца применяется кривошипно-шатунный механизм. При испытаниях на выносливость в жидком водороде или гелии используются электромагнитные методы возбуждения нагрузки. Большое значение приобретает теплоизоляция криостата в связи с длительностью усталостных испытаний. [c.122]

Особенностью испытания на выносливость является также их длительность. Например, для испытания только одного образца даже [c.42]

Предел выносливости a i = 490 МПа при п = 79-10 5 и Од = И О МПа [2 ]. Механические свойства при испытании на длительную прочность [3J [c.516]

Отмечено некоторое отличие в длительности стадий усталостного разрушения исследованных материалов. Увеличение прогиба в начале испытаний на первом участке первой стадии у образцов из сплава на основе титана и стали 30 происходит очень быстро, в течение 500—2000 циклов, длительность же второго участка первой стадии, характеризуемого уменьшением прогиба, различна. Так, максимум на диаграммах усталости для стали 30 наступает через 5—10 тысяч циклов при всех напряжениях выше предела усталости, то есть длительность первой стадии очень мала и составляет 2% от общей долговечности образцов. Длительность же первой стадии для сплава на основе титана значительно больше (14—27% от долговечности образцов). Это объясняется тем, что в стали 30 как процессы упрочнения, так и процессы разупрочнения протекают очень интенсивно, в результате чего относительно рано появляются микроскопические трещины усталости, вызывающие необратимые повреждения и снижающие усталостную прочность. Указанный вывод подтверждается известным фактом малой выносливости при перегрузках среднеуглеродистых отожженных сталей, для которых кривая повреждения (кривая Френча) проходит почти параллельно горизонтальной части кривой Велера. [c.39]

Конструкторы, разрабатывая технические условия на стендовые испытания на прочность, исходят из принятых расчетных напряжений и особенностей условий работы деталей. В большинстве случаев такие испытания носят контрольный характер и служат основанием для корректировки технологического процесса. При этом, как правило, пользуются условными пределами выносливости на определенной базе испытаний, где учитывается длительность работы детали. [c.94]

Разрушение образцов при испытании на длительную прочность при 20 и 500° С происходило по шву и иере-ходной зоне. Наиболее высокие значения этих характеристик отмечены после двойного отжига или отжига ири 600° С. Длительная прочность сварного соединения ( 1оо =60- 63 кг /мм ), равноценна значениям длительной прочности основного материала. Предел выносливости уменьшается от 48 (основной металл) до 17,5— 35 кгс/мм (сварное соединение) в зависимости от режима отжига. [c.354]

При испытаниях на усталость наблюдается большой разброс экспериментальных данных и для получения достоверных данных требуется испытание большого числа образцов с последующей статистической обработкой результатов. Поэтому испытания на усталость являются трудоемкой и длительной операцией. В связи с этим представляет большой практический интерес установление связи между пределом выносливости с известными прочностными характеристиками материала. На основании многочисленных экспериментальных данных установлены следующие эмпирические зависимости [c.301]

Статистические данные по ряду машин длительного использования показали, что большинство характерных отказов происходит при наработке первых 2000—4000 ч. Сократить срок выявления слабых узлов возможно при работе с перегрузками. В каждом случае степень допустимой перегрузки при ускоренных испытаниях на надежность должна быть определена соответствующими расчетами устойчивости, прочности и выносливости как машины в целом, так и ее наиболее ответственных элементов. Перегрузки достигаются увеличением массы поднимаемого груза, ускорений механизмов при пуске и торможении и рядом других мероприятий [5,29]. [c.154]

Под физическим пределом выносливости понимают максимальное напряжение, при действии которого в условиях циклического разрушения не наступает при сколь угодно большом числе циклов нагружения. Это приводит к наличию на кривой усталости горизонтального участка (см. рис. 1.4, кривая 7). Многие металлы при испытании на усталость, однако, не выявляют горизонтального участка даже при весьма длительных испытаниях (кривая 2), т.е. предполагается, то в этом случае отсутствует физический предел выносливости. [c.155]

В ряде работ [7, 14] физический предел выносливости рассматривается как результат проявления динамического деформационного старения. С точки зрения Дж. К. Леви [20], в условиях циклического деформирования при комнатной температуре наблюдается относительно медленное, но эффективное закрепление дислокаций в результате динамического деформационного старения. В этом случае накопление усталостного поврежде-ния и деформационное старение рассматриваются как конкурирующие процессы. Предполагается, что при циклическом нагружении выше предела вьшосливости интенсивность повреждения больше интенсивности упрочнения, обусловленного динамическим деформационным старением. Было предположено, что кривая усталости стали, склонной к деформационному старению, лежит между кривой усталости нестареющей стали и кривой усталости стали, полностью состаренной перед испытанием (рис. 5.2), Возможность развития деформационного старения при напряжениях, близких к пределу усталости, обусловлена тем, что в процессе циклического нагружения углеродистых сталей при указанных напряжениях (даже при напряжениях ниже предела усталости) наблюдается локальная пластическая деформация. Наличие этой деформации, значительная длительность испытания на уровне напряжений, близких к пределу усталости, возможность температурных пиков в местах локальной пластической деформации и, наконец, влияние самого процесса циклического [c.159]

Как было указано, при испытании образцов из чугуна и стали различных марок, = 200 ООО циклов независимо от термообработки, наличия концентраторов напряжений и вида нагружения. Ускоренные испытания обычно четырех образцов проводятся при напряжениях, вызывающих разрушение в интервале 100 ООО— 300 ООО циклов нагружений при этом общее число циклов не превышает 1 млн. Это в 20—30 раз меньше, чем при длительных испытаниях на базе 10 млн. циклов, и примерно в 100 раз меньше, чем при испытаниях образцов из цветных металлов на базе 100 млн. циклов. После определения критического напряжения предел выносливости или находят по приведенным выше уравнениям (1) и (2). [c.177]

На рис. 111 для сравнения приведена фактическая кривая усталости 2 и ее доверительные интервалы 5, полученные путем длительных испытаний. Пределы выносливости, определенные при ускоренных и длительных испытаниях, отличаются лишь на И МПа, или 1,1 кгс/мм , т. е. ошибка составляет около 6,5% и их значения находятся в зоне естественного разброса предела выносливости, а также точности его определения. Левая наклонная ветвь кривой усталости также мало отличается от фактической и лежит полностью в области ее доверительного интервала. Согласно корреляционному уравнению для кривой, построенной по данным длительных испытаний, показатель степени в уравнении кривой усталости равен 5,07. Тот же показатель степени для кривой, полученной ускоренными испытаниями, как было показано выше, равен 5,21, т. е. отличается незначительно. [c.180]

Результаты расчетов пластинчатых цепей на прочность по выражениям (1.15). .. (1.21), хорошо согласующиеся с практическими данными, свидетельствуют о том, что их разрушающая нагрузка по пределам выносливости материала деталей при н = = 1, т. е. при Л э 5 10 , в 6. .. 6,5 раза меньше ее стандартных значений, определяемых при испытаниях на разрыв. А если учесть, что по критерию усталостной долговечности цепь также должна иметь определенный запас (коэффициент запаса не менее 1,3), то приведенные значения реально принимаемых коэффициентов запаса прочности для длительно работающих цепей нельзя признать чрезмерно завышенными и ими следует руководствоваться при ориентировочных расчетах и в учебной практике. Лишь для кратковременно и редко работающих тихоходных конвейеров, у которых значение мало, а следовательно, коэффициент /Ср. достаточно высок (/Ср. н > 2), коэффициенты запаса прочности по отношению к стандартной разрушающей нагрузке могут быть приняты меньшими пяти. [c.42]

Обработка результатов испытаний на длительную прочность и выносливость [c.287]

Механические испытания определяют прочность и надежность сварных соединений. Их разделяют на статические и динамические. К статическим испытаниям, когда усилие плавно возрастает или длительное время остается постоянным, относят испытания стыкового соединения на растяжение, наплавленного металла на растяжение, стыкового соединения на изгиб, на ползучесть, на твердость. К динамическим относят испытания на ударный изгиб, когда определяется ударная вязкость, и испытания на усталость (выносливость) для определения способности металла сопротивляться действию переменных нагрузок при изгибе, растяжении и кручении. [c.252]

Таким образом, как показали экспериментальные проверки [25], метод определения предела выносливости путем последовательного ступенчато возрастающего во времени нагружения одного образца дает удовлетворительные результаты, если требуется установить соответствие между усталостной прочностью данного образца и ее нормативами, полученными в результате обычных длительных испытаний на усталость партий аналогичных образцов. Это может оказаться необходимым либо при текущем контроле качества поставляемого металла, ответственных серийных деталей или изделий, либо в целях оценки возможных изменений в конструкции деталей, технологии их изготовления или в материале. [c.105]

Из анализа результатов испытаний на динамическую и статическую усталость следует, что темп падения предела выносливости с увеличением базы испытаний (долговечности) существенно превышает темп падения предела длительной прочности. В результате линия статического разрушения преобразуется в предельную кривую (VI.32), значения параметров о 1 и 0д которой для заданной базы всегда определены неравенством о 1 < 0д [270]. [c.191]

При испытаниях на усталость имеется два метода определения предела усталости (предела выносливости), т. е. наибольшего, напряжения, при котором материал не разрушается, будучи подвергнут длительной знакопеременной нагрузке. Первый метод является методически более надежным, но более длительным он предусматривает испытание 8—10 образцов при разных напряжениях и нахождение такого напряжения, которое приводит образец к излому примерно за 10 циклов. Второй метод состоит в определении при постепенно увеличивающемся напряжении изменений крутящего момента или стрелы прогиба (если испытание ведется на изгиб), мощности, расходуемой на вращение образца, а также его температуры. Кривые изменения этих свойств в зависимости от величины напряжения обычно дают перегиб при напряжениях, близких к пределу усталости. [c.281]

Натурные испытания деталей ла выносливость длительны и возможны только, на специальных стендах. Предел усталости детали может быть определен по результатам испытания образцов. Для приближенных вычислений можно воспользоваться формулами [c.84]

Упруго-гистерезисные и усталостно-прочностные свойства резин можно определять на одних и тех же универсальных приборах. Практически выгоднее проводить раздельно кратковременные испытания по нахождению упруго-гистерезисных свойств и длительные испытания на усталостную выносливость. Основные методы испытаний подробно рассмотрены в работе [30]. При использовании этих методов для нахождения динамических характеристик резин следует иметь в виду, что последние характеризуют свойства резин при вынужденных колебаниях в стационарном режиме, когда инерционные эффекты и влияние скорости распространения и затухания волн в резиновых образцах пренебрежимо малы. Однако при измерениях параметров вынужденных колебаний в условиях резонанса, при ударных испытаниях и измерениях частоты и затухания свободных колебаний инерционными силами пренебрегать нельзя. Для описания механического поведения образцов в этих случаях пользуются дифференциальным уравнением движения системы с массой т с линейными с и вязкими Ь характеристиками [c.41]

Механические испытания на усталость должны характеризовать степень выносливости металла при длительной его эксплоатации. Стандартным методом испытания металлов на выносливость является метод воздействия на вращаемый [c.41]

Таким образом, нагрузку, которую металл может выдержать при однократном приложении, даже при ее длительном действии, он не в состоянии выдержать при многократном приложении. Чем большее количество раз прикладывается нагрузка, тем ниже выносливость конструкции — меньше действующая сила, которую металл может выдержать с течением времени без разрушения. Поэтому детали современных машин рассчитывают на усталостную прочность, которая обычно в 1,5—2 раза ниже статических показателей, получаемых на испытательных машинах при однократном приложении нагрузки. Естественно, что в условиях активных сред, например в морской воде, усталостная прочность оказывается еще меньше. Поэтому с учетом работы в конструкции металлы и сплавы подвергают самым различным испытаниям на усталость. [c.146]

Испытание на усталость (выносливость) — способность материала выдерживать длительное воздействие знакопеременных нагрузок или нагрузок, действующих циклически. [c.70]

Примечание. Предел выносливости ст ,= 490 МПа при л = 79 10 и ст = 1450 МПа [2]. Механические свойства при испытании на длительную прочность [3] [c.445]

Вторая группа включает параметры, оценивающие сопротивление материалов переменным и длительным статическим нагрузкам. При повторном нагружении в области многоцикловой усталости определяется предел выносливости на базе 10 -н2-10 циклов. Малоцикловая усталость отделяется от многоцикловой условно выбранной базой испытания (Л >5-10 циклов) и отличается пониженной частотой нагружения ( = 0,1-н5 Гц). Сопротивление малоцикловой усталости оценивается по долговечности при заданном уровне повторных напряжений или пределом малоцикловой усталости на выбранной базе испытаний. Сопротивление длительным статическим нагрузкам определяют, как правило, при температуре выше 20°С. Критериями сопротивления материалов длительному действию постоянных напряжений и температуры являются пределы ползучести (То,2/-с и длительной прочности Сх. Предел длительной прочности определяют при заданной базе испытаний, обычно 100 и 1000 ч, предел ползучести — по заданному допуску на остаточную (обычно 0,2%) или общую деформацию при установленной базе испытаний. [c.46]

Следует иметь в виду, что для экспериментального получения абсциссы и ординаты каждой точки указанной диаграммы (кроме точки В, абсцисса которой равна пределу прочности и определяется в результате статических испытаний) необходимо испытать целую серию образцов. Следовательно, построение диаграмм пределов выносливости по более или менее значительно.му числу точек связано с весьма длительными и дорогостоящими экспериментами. Поэтому обычно пользуются схематизированными диаграммами пределов выносливости, построенными по двум или трем экспериментально полученным точкам. Вопрос о таких схематизированных диаграммах и об их использовании для расчетов на прочность кратко изложен в п. 4. [c.303]

При испытании на длительную прочность определяют время, необходимое для разрушения образца (при заданных постоянных температуре и напряжении), например, длительная прочность за 1000, 10000 ч и т. д. Механической характеристикой при испытании на длительную прочность является предел длительной прочности 0о н/м . Пределом длительной прочности называют напряжение, вызывающее разрушение образца при определенной температуре и определенном времени нагружения. Наряду с определением длительной прочности, у жаропрочных сталей и сплавов в последнее время изучают и длительную пластичность. Количественными характеристиками при этом являются относительное удлинение бд и относительное сужение площади поперечного сеченияопределяемые на разорвавшемся при длительном испытании образце. Кроме этого, проводят также испытания на выносливость (усталость) при повышенных техмпературах. [c.22]

Пусть образцы испытывают напряжение, равное 1,5ст х при 10 5-10 10 и т. д. циклов. Во время последующего испытания на усталость часть образцов, подвергнутых перенапряжению длительностью, допустим, свыше 10 циклов, разрушается образцы, подвергнутые перенапряжению при меньшем числе циклов, остаются целыми. Это значит, что при числе циклов более 10 в металле возникают необратимые повреждения, делающие деталь неработоспособной при циклическом нагружении даже при напряжениях, находящихся на уровне предела выносливости. Напротив, длительность нагружения меньше 10 циклов является безопасной. Точку, соответствующую напряжению, равному 1,5ст 1 и длительности 10 циклов, наносят на диаграмму усталости (рис. 166, а). [c.286]

Различают два вида определений предела выносливости длительные (основные) и ускоренные (косвенные). Длительные испытания, проведенные на серии одинаковых образцов, дают возможность установить зависимость между максимальным напряжением цикла Ornas И ЧИСЛОМ 6ГО повторений Л/, нсобходимым для разрушения образца. Эту зависимость представляют обычно графически (рис. 88) в виде так называемой диаграммы выносливости (кривой Велера). Ускоренные методы позволяют лишь косвенным образом приближенно установить величину предела выносливости на основании результато1в испытания одного образца. Использование ускоренных методов возможно только при наличии дополнительного оборудования, и применимы они лишь для стали при испытании на изгиб по специально разработанной методике. [c.152]

Явление пересечения кривых выносливости встречается весьма часто. Если проводить испытания на базе, меньшей, чем координата точки пересечения этих кривых, то можно выбрать лучший материал для конкретных условий испытаний. Однако для длительной работы он может оказаться иепригодны.м. Поэтому прежде чем выбрать базу для ускоренной оценки усталостной прочности по результатам испытаний на небольшой базе, следует убедиться в том, что кривые усталости не пересекаются, или же снизить уровень приложенных напряжений до уровня ниже точки пересечения левых ветвей кривых усталости. Для этого начинают испытания, по крайней мере, при двух уровнях напряжений с тем, чтобы можно было по наклону линий, относящихся к сравниваемым вариантам, судить о том, что испытания проводятся ниже точки возможного пересечения кривых (если отрезки линий расходятся шшзу, то сравнение вариантов при данном уровне имеет смысл, т. е. соотношение между долговечностью сравниваемых вариантов не изменится в случае увеличения базы испытания если сходятся — то уровни выбраны неудачно). Наблюдаются че. ыре качественно отличных типа взаимного расположения кривых усталости для двух сопоставляемых объектов в области многоцикловой и малоцикловой усталости (рис. 57) [163]. [c.110]

С целью проверки разработанного метода рассчитывались пределы выносливости жаропрочных никелевых сплавов ЭИ867, ЭП109, ЖС6К для различных условий нагружения — изгиба с вращением, растяжения — сжатия при симметричном и асимметричном циклах нагружения Предварительно па основе литературных дан-[1ЫХ либо материалов выполненных исследований структуры сплавов в исходном состоянии и после усталостных испытаний на органичен-пой базе строились кинетические зависимости размера частиц от длительности воздействия нагрузок и температур в соответствии с теорией диффузионного роста. [c.380]

Предел выносливости малых цилиндрических и трубчатых образцов устанавливали обычным методом длительных испытаний на шести—десяти обрдзцах при базе 10 циклов. Предел выносливости крупных моделей роторов устанавливали по испытанию одного образца методом последовательного ступенчатого увеличения напряжений через каждые 10 циклов до появления первой усталостной трещины. [c.50]

Длительность испытаний. Вопрос о длительности фиксации нагрузочного режима имеет особое значение при вероятностной оценке статической прочности и расчетах на усталость, в частности, когда основной спектр нагрузок находится ниже предела выносливости. Очевидно, наиболее достоверным является эксплуатационный нагрузочный режим детали, зафиксированный на пробеге до ее выхода из строя. В этом случае спектр нагрузок отражает всю совокупность условий эксплуатации и изменения технического состояния автомобиля и может быть рассмотрен как результат обобн ения стендовых 7 испытаний. Если нагрузочный ре- [c.130]

Наименее изученной и наиболее важной областью для определения возможности разрушения от усталости деталей длительно работающих машин является зона, соответствуюш,ая числам циклов до разрушения yv>10. По результатам, полученным в этой зоне, решается вопрос о среднем значении и разбросе расчетной характеристики предела выносливости а ь а также об экстраполяции кривой усталости в область увеличенных N. Получение результатов на малых сга, когда iV>10 , чрезвычайно трудоемко. Кроме того, накоплению результатов на малых Оа мешает недостаток объектов испытания и трудность принятия решения о проведении испытаний на таком уровне напряжений, когда подавляющая часть образцов проходит испытание до заданного N без разрушения. Для экстраполяции правой ветвл кривой усталости обычно принимают заранее выбранное представление о ее форме (криволинейная, линейная с наклоном, горизонтальная прямая) и о характере дисперсии предела выносливости в зоне третьего нижнего участка кривой, затем проводят кривую усталости на глаз [39]. Несмотря на большой объем испытаний, выполненных на нижних уровнях а (см. рис. 2.3 и 2.4) вопрос о форме правой ветви и остается открытым, однако его решение можно найти, используя одиу из приведенных ниже подходов. [c.37]

В работе [217] термоциклическую нитроцеменхацию стали 13ХНЗА проводили в режиме 750 880°С, число циклов 4, длительность процесса 15 ч. Состав атмосферы (объемная доля, %) 90 % эндогаза, 6 % природного газа, 4 % аммиака. Стандартная технология нитроцементации такова температура процесса 880 "С, длительность 15,75 ч, атмосфера та же. В этом случае также было получено существенное преимущество циклической нитроцементации над изотермической. Эффективная толщина слоя при мнкротвердости Нш, равной 6000 МПа, увеличивается от 0,6 до 1,3 мм. Испытания на усталость a i показали, что предел выносливости образцов, нитроцементованных по термоциклическому режиму, на 10 % выше, чем образцов, прошедших традиционную нитроцементацию. Все это, а также улучшение структуры упрочненного слоя позволяют считать термоциклическук) нитроцементацию наиболее прогрессивной ХТО. [c.208]

Вместе с тем вопросы влияния толщины покрытия на длительную прочность, малоцикловую усталость и выносливость имеют общие закономерности. В испытаниях на длительную прочность, малоцикловую усталость и вьшосливость образцов с различной толщиной покрытия дейсп юпще нагрузки обычно относят к площади сечения образца без покрытия. Это вызвано тем, что из-за малой пластичности и трещиностойкости покрытия трещины в нем образуются после сравнительно небольшого времени нагружения, и оно не считается несущим. Тем не менее, как показывают эксперименты (рис. 5.20-5.22) [239] при сравнительно небольших толщинах покрытия долговечности образцов при статическом и циклическом нагружениях повышается главным образом за счет увеличения сечения образцов, влияние же покрытия на долговечность за счет его антикоррозионного действия при испытании на воздухе крайне мало. Однако при увеличении толщины покрытия после достижения некоторой критической величины долговечность до разрушения образцов начинает снижаться (см. рис. 5.20-5.22). Особый интерес в этой связи имеют керамические покрытия, толщина которых достигает 200-300 мкм. Проведем расчетный анализ такого поведения жаропрочных сплавов с внешним керамическим слоем. [c.395]

Максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, при котором еще не происходит усталостное разрушение до базы испытания, называется пределом выносливости Для симметричных циклов R= — 1, поэтому в этом случае предел выносливости обозначается о . Для деталей, не предназначенных на длительный срок службы, вводится понятие предела ограниченной выносливости, как максимального по абсолютному значению напряжения циклов, соответствующего заданному числу циклов, меньщему базового числа. [c.311]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...