Испытания на выносливость ускоренные

Рис. 24. Измерение температуры при ускоренных испытаниях на выносливость / — латунное кольцо с термопарой, 2 — образец, 3 — коллекторы, 4 — милливольтметр.

Методы ускоренного испытания на выносливость основаны на изменении параметров, связанных с неупругостью металлов температуры, деформации, крутящего момента и количества энергии, затрачиваемой на деформацию образца при наступлении предела выносливости (при напряжениях, немного превышающих предел выносливости, все указанные величины возрастают). [c.104]

Для качественной оценки результатов исследования при ускоренных испытаниях могут быть использованы различные методы. Ускоренные испытания на выносливость и износ сопровождаются разбросом данных по отдельным деталям, сборочным единицам и агрегатам. В связи с этим для объективного определения исходных характеристик выносливости изделий надо проводить статистическую обработку результатов ускоренных испытаний, например метод регрессионного анализа, который позволяет оценить надежность при небольшом количестве испытанных деталей. Пользуясь методом линейного регрессивного анализа, можно установить границы рассеяния и получить уравнения характеристик выносливости (долговечности). [c.81]

УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ [c.343]

Наиболее распространенный метод ускоренного испытания на выносливость основан на изменении температуры, деформации, крутящего момента и количества энергии, затрачиваемой на деформацию образца при наступлении предела выносливости. [c.343]

Повторные напряжения, вызванные повторным приложением нагрузок, немного превышающие предел выносливости, вызывают возрастание всех перечисленных выше величин. Для ускоренных испытаний на выносливость обычно применяют машину (фиг. 2П), осуществляющую чистый изгиб образца при вращении. [c.344]

Рис. 24. Измерение температуры при ускоренных испытаниях на выносливость

Актуально ускорение усталостных испытаний. Оно возможно повышением частоты, повышением напряжений и исключением тех напряжений в спектре, которые практически не сказываются на процессе усталости. За последние 30 лет скорости машин для испытаний на усталость повысились с 300 до 50000 циклов в минуту, кроме того, имеются уникальные пульсаторы резонансного типа для малых образцов с частотой свыше 50000 Гц. Современные высокочастотные пульсаторы сокращают время испытаний отдельных деталей, например лопаток турбомашин, до десятков минут. Частота нагружений при отсутствии пластических деформаций и повышенного внутреннего трения обычно мало влияет на предел выносливости. Возможно внесение поправок на основе литературных данных или экспериментов. Проведение испытаний при повышенных напряжениях уместно для изделий, у которых зависимость наработки от напряжений (в частности, при контактных нагружениях) стабильна и достаточно хорошо изучена. Форсирование нагрузки применяют для узлов, в частности для выявления слабых [c.479]

Способ ускоренного определения предела выносливости по напряжению, при котором происходит смыкание петли гистерезиса при испытании на кручение, состоит в том, что образец постепенно нагружают увеличивающимся по амплитуде крутящим моментом. Нагрузку увеличивают до тех пор, пока обе ветви петли гистерезиса в средней части петли не сливаются в одну прямую. [c.107]

Ниже рассмотрены различные методы ускоренных испытаний на определение предела выносливости и усталостной долговечности, а также методы контроля этих величин. [c.23]

Для образцов разработан ряд таких методов, но, как правило, их нельзя без корректировки переносить с образцов на реальные детали. Одним из самых простых и распространенных методов ускорения испытаний на усталость является увеличение числа циклов нагружения изделия в единицу времени. При этом некоторые авторы считают, что изменение числа циклов нагружения (или числа оборотов в случае испытания на изгиб с вращением) в широких пределах не оказывает влияния на предел выносливости. [c.61]

Результаты испытания показаны на обобщенной диаграмме усталости (рис. 2). Обращает на себя внимание тот факт, что линии 2, 3, 4, 5 пересекаются в точке на пределе выносливости. Это позволяет определять предел выносливости ускоренным способом. [c.100]

Возможность ускоренной оценки влияния технологических факторов доказана при исследовании влияния режима термической обработки и вида чистового шлифования на характеристики рассеяния предела выносливости стали ЗОХГСА (работа проводилась совместно с Киевским политехническим институтом). Испытаниям на усталость при изгибе с вращением подвергались образцы из стали ЗОХГСА после закалки с высоким (630°С), средним (510°С) и низким (190°С) отпуском, шлифованные обычными наждачными и алмазными кругами до одинаковой степени чистоты поверхности (8-й класс). Определение характеристик рассеяния пределов выносливости, осуществленное по двум методам — экстраполяции кривых усталости и возрастающей нагрузки, показало, что среднее значение предела выносливости повышается при снижении температуры отпуска приблизительно в соотношении 1 1,3 1,6. При этом среднее квадратическое отклонение также увеличивается, а рассеяние, характеризуемое коэффициентом вариации, остается практически неизменным. Замена обычных кругов алмазными в случае шлифования до одинаковой степени чистоты, поверхности не отразилась существенно на указанных характеристиках при всех трех режимах термообработки. Достигнутая экономия времени (1,3-10 циклов при возрастающей нагрузке, вместо 4,7-10 при постоянной амплитуде напряжений) и образцов (90 шт. вместо 500 шт.) свидетельствует [c.188]

Ускоренный метод оценки медианы предела выносливости Про. Ускоренный метод испытаний на усталость Про предусматривает испытание объектов до разрушения при линейной возрастающей амплитуде цикла напряжений [3]. В зависимости от конструкции испытательной машины возрастание напряжений может быть ступенчатым или непрерывным. [c.190]

Сведений о влиянии на усталостную прочность титановых сплавов нейтральных газовых сред относительно мало. Некоторые косвенные данные показывают, что испытание на усталость в инертных газах (гелий, аргон) не дает повышения его предела выносливости. Однако скорость распространения усталостной треш,ины значительно выше на воздухе, чем в вакууме [121]. Ускорение роста усталостной трещины наблюдается при циклическом нагружении в водороде [133] при температурах испытания выше—73 С при более низких температурах водород не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на рост трещины. [c.152]

Создание ускоренных методов определения пределов выносливости металлов является фундаментом разработки ускоренных испытаний изделий машиностроения на надежность, для которых определяющим фактором является усталостное повреждение металла. Без ускоренных испытаний на надежность не может производиться оценка действительного ресурса машин и конструкций, оцениваться перспективность и экономичность их новых модификаций и выполняться оценка эффективности различных конструктивных и технологических усовершенствований. [c.216]

Следует отметить, что ускоренные методы испытаний на усталость дают грубую оценку предела выносливости, даже в случае большого числа испытаний. Только метод Локати можно применять как контрольный при известной (ранее полученной) кривой усталости. [c.107]

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]

Так как наиболее показательной характеристикой сопротивления усталостному разрушению деталей является предел выносливости, то ускоренные методы для решения задач такого типа направлены в основном на определение ускоренными испытаниями предела выносливости. [c.167]

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]

Наряду с ускоренным определением предела выносливости, большой интерес представляет проведение ускоренных испытаний на усталостную долговечность. Оценка эксплуатационной долговечности конструкции по усталостной прочности может быть получена в условиях стендовых испытаний. При этом основным требованием получения достоверной оценки является воспроизведение при стендовых испытаниях реального процесса изменения нагрузок на деталь или узел, имеющего место в эксплуатации. [c.187]

К первой группе относится постоянное нагружение испытуемого образца, экспериментальное определение левой ветви кривой усталости с относительно малыми долговечностями и экстраполяция кривой в правую часть с определением предела выносливости. Ускорение испытаний достигается за Счет экономии времени на испытания при напряжениях, близких к пределу выносливости. К этой группе относятся предложения Вейбулла, Ивановой [6], Муратова и др. [1]. [c.77]

Результаты испытания заносят в протокол. После испытания строят диаграмму ускоренных испытаний на усталость (см. фиг. 149), по которой и определяют величину предела выносливости, как среднее арифметическое трех определений. [c.178]

Различают два вида испытаний длительные и ускоренные. Первые предназначены для непосредственного определения предела выносливости из результатов испытаний серии образцов. Вторые позволяют косвенным образом приближенно установить величину предела выносливости на основании результатов испытания одного образца. [c.43]

При циклических коррозионных испытаниях, включающих периодическое окисление лопаток в температурном интервале 300— 600 С с последующей выдержкой в солевом тумане, отмечено, что на поверхности стальных лопаток без покрытия образуются пит-тинги, глубина которых достигает 500 мкм под покрытием Н-Кд происходит разрушение материала лопатки, а на лопатках с покрытием ДифА-СФ — только разрушение самого покрытия. Благодаря защитным свойствам покрытия ДифА-СФ лопатки сохраняют высокое значение предела выносливости после ускоренных коррозионных испытаний. [c.167]

Результаты определения контактной выносливости представлены на рис. 3.18. Так же как и при испытании по схеме нагружения пульсирующий контакт , в изменении величины канавки можно выделить три периода (см. рис. 3.18). Первый характеризуется интенсивным увеличением ширины, обусловленным пластической деформацией испытуемых образцов. Во втором периоде ширина канавки изменяется незначительно, что связано с исчерпанием запаса пластичности. При этом образуются и развиваются микротрещины. В третьем периоде наблюдается ускоренное увеличение ширины канавки, образуется много питтингов, в результате чего канавка интенсивно разбивается в связи с изменением траектории их движения при возникающих динамических ударах в местах отслоений. [c.50]

В качестве примеров использования параметра ад можно сослаться на выполненную с его помощью оценку зависимости долговечности турбинных лопаток газотурбинного двигателя, позволившую предложить методику расчетно-опытного обоснования требований к неровностям поверхности этих деталей, а также на определение процедуры ускоренных испытаний влияния различных технологических процессов и режимов обработки на повышение выносливости деталей технологическими средствами. [c.194]

Для ускоренного определения предела выносливости деталей и сборочных единиц машин начали применять метод испытаний при прогрессивно возрастающей нагрузке. Сущность его заключается в том, что деталь или сборочную единицу подвергают переменным нагрузкам, возрастающим по времени, при постоянном соотношении прироста нагрузки на одну деталь к числу циклов на ступень. Этот метод может быть применен для любого вида деформации и коэффициента асимметрии цикла изменения нагрузки. [c.74]

Как известно, усталостные испытания являются длительными, так как предел выносливости определяется при накопленном числе циклов нагружения, равном для стали Ю циклов, а для легких сплавов и других металлов, кривые усталости которых не имеют горизонтальных участков, 10 циклов (ГОСТ 2860—65). Для построения кривой Велера (кривой выносливости) по ГОСТ 2860—65 необходимо испытать образцы на 4—5 уровнях напряжений, превышающих предел выносливости, т. е. 8—10 образцов. Особенно много времени требуется для испытания образцов, деталей или машин в целом на низких уровнях напряжений (при наиряжении, равном пределу выносливости или близком к пределу выносливости). В то же время часто бывает необходимо определить предел выносливости еще в процессе проектирования или провести сравнительные испытания нескольких изделий на усталостную прочность. В этом случае были бы удобны ускоренные методы испытаний, требующие меньших затрат времени, хотя и не обеспечивающие такой точности, как обычные методы. [c.61]

Испытания болтов М20 из стали марки 20 проводили на машине ГРМ-1 с коэффициентом асимметрии цикла г = 0,5, предварительно для указанных образцов и деталей стандартным методом определили предел выносливости. После испытания ускоренными методами произвели оценку точности этих методов по формуле [c.74]

Пример 6.14. По результатам ускоренных испытаний, приведенных в табл. 6.20, определить предел выносливости гладких полированных образцов из алюминиевого сплава типа АВ при симметричном изгибе с вращением на базе 10 циклов. При каждой из пяти скоростей нагружения испытывали по четыре образца, причем в табл. 6.2U приведены оценки медиан и средних квадратических отклонений разрушающих амплитуд напряжений. [c.192]

На рнс. 6.27 в качестве примера сопоставлены эмпирические кривые распределения пределов ограничений выносливости сплавов АВ и МЛ5, построенные по результатам обычных и ускоренных испытаний. Приведенные данные показывают удовлетворительное соответствие характеристик сопротивления усталости, найденных указанными методами. Расхождения в пределах выносливости не превышают 5— 8 МПа. Аналогичные результаты получены и для других марок алюминиевых и магниевых сплавов, а также для углеродистой и легированной сталей. [c.196]

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]

Выбранные нами жидкие среды при испытании на одинаковых уровнях циклического нагружения выше предела выносливости увеличивают, хотя не в одинаковой мере, продолжительность периода / и уменьшают абсолютное приращение стрелы прогиба по сравнению с теми же параметрами на воздухе (см. рис. 35), что в значительной мере обусловлено охлаждающим действием среды. Сравнительный анализ изменения прогиба образцов в инактивной и поверхностно-активной средах показывает, что более интенсивно в периоде / упруго-пластическое деформирование металла протекает в поверхностно-активной среде. В периоде // в обоих средах наблю-дется стабилизация величины прогиба, стадия ускоренного упрочнения отсутствует. По сравнению с воздухом в сухом очищенном вазелиновом масле заметно возрастает время до разрушения стали в области высоких напряжений и несколько повышается ее предел выносливости (рис. 36), что связано с охлаждением, а также частичной изоляцией металла от влияния воздуха. Поверхностно-активная среда в данном случае снижает предел выносливости, поскольку, с одной стороны, в результате адсорбцион- [c.79]

Предел выносливости (усталостная долговечность) — наибольшее напряжение, при котором образец выдерживает без разрушения заданное количество циклов напряжения, принимаемое за базу испытания. Методы испытания на предел выносливости при изгибе, растяжении и крученпи установлены ГОСТ 2860—65. Ускоренная оценка пределов выносливости методом ступенчатого нагружения (метод Локати) установлена ГОСТ 19533—74. [c.6]

Метод ступенчатого нагружения п6 Докати (ГОСТ 19533—74) предназначается для ориентировочной оценки пределов выносливости образцов и изделий машиностроения из металлов и сплавов, кривые усталости которых имеют горизонтальный участок, т. е. разность Пределов выносливости на базах и 10 не превышает точности их оценки. Метод не может быть применен для ускоренной оценки предела выносливости образцов и изделий при испытании на ударную, контактную и термическую усталость. Предел выносливости определяют при ступенчатом увеличении нагрузки, используя не менее трех образцов (для усреднения полученных оценок). По результатам испытаний по ГОСТ 19533—74 подсчитывают сумму относительных долговечностей 2(П 7М), где значения долговечностей N1 принимают из семейства предположительных кривых усталости, выбранных из имеющихся экспериментальных данных. Образец или деталь нагружают начальным напряжением Оо и испытывают в течение По циклов. Далее без пауз напрялсение увеличивают на До до 01 и продолжают испытания при этом уровне напряжений в тече- [c.230]

Ускоренные испытания на надежность делятся на два этапа. На первом этапе проводятся тензометрические измерения нагрузок и напряжений в ответственных элементах при предварительно назначенных перегрузках. Измеряются токи, давления и пр. В результате расчетов прочности, выносливости, изнашивания, выполненных с использованием тензомет-рических данных, уточняется степень допустимой перегрузки, а для машин циклического действия — характеристики цикла работы. [c.154]

Применение описанных выше методов целесообразно для ориентировочной оценки значеиия предела выносливости, которое может указать зону напряжений, в которой следует вести дальнейший поиск более точного Значеиия 0 ] многообразцовьши стандартными методами или малообразцовыми ускоренными методами. Такое предварительное ограничение зоны поиска дает экономию времени и количества требуемых образцов для испытания на усталость. [c.115]

Более продолжительный период // заметно отличается от периода /. В частности, в начале периода // при напряжениях выше предела выносливости величина прогиба образцов уменьшается и тем интенсивнее, чем больше амплитуда приложенных напряжений. Это вызвано нагревом образцов, способствующим протеканию динамического д ормационного старения, следствием которого является ускоренный процесс упрочнения. С понижением амплитуды напряжений самонагрев образцов снижается, а величина прогиба стабилизируется. В конце периода // появляются разветвленные макротрещины, перерастающие в магистральную трещину. Период /// соответствует ускоренному росту усталостной макротрещины. При напряжениях, близких к пределу выносливости, деление деформационных кривых на периоды не имеет смысла, т.е. этй кривые при испытании образцов в воздухе трансформируются в почти прямые линии. [c.79]

Как показывает практика, основными видами разрушения изделий машиностроения являются изнашивание, усталость и коррозия. ВНИИНМАШ разрабатывает общемашинострои-тельные методические материалы дифференцированно по этим видам разрушения. Были выпущены руководящие технические материалы по методам ускоренного определения предела выносливости образцов, разрабатываются стандарты на надежность изделий машиностроения, определение предела выносливости по методу Локати, проект стандарта на ускоренные испытания алюминия и его сплавов на общую коррозию и ряд других рекомендации по основным принципам ускоренных испытаний при изнашивании. [c.4]

В последние годы все более широкое распространение приобретают ускоренные методы испытаний при возрастающей нагрузке (методы Про, Эномото, Локати). В МАТИ предложен модифицированный метод [I] Про, позволяющий строить распределения ограниченных пределов выносливости легки.к конструкционных сплавов на алюминиевой и магниевой основах (т. е. материалы, не имеющие физического предела выносливости). [c.180]

Иепытания веех еерий производят при одинаковой начальной амплитуде цикла напряжений, величину которой для чугунов и сталей выбирают на 10—15 % выше предполагаемой величины предела выносливости. Для легких сплавов начальную амплитуду напряжений принимают равной ожидаемой величине предела выносли-воети для базы 10 циклов. По мере увеличения уровня начальной амплитуды напряжения до указанных значений увеличивается эффективность ускоренных испытаний. [c.191]

Анализ кривых распределения разрушающих амплитуд напряжений, приведенных в качестве примера на рис. 6.26 для сплавов АВ и МЛ5 (для других легких сплавов и сталей они имеют аналогичный вид), показал, что для каждого материала и типа объекта испытания при различных скоростях возрастания амплитуды цикла напряжений форма н наклон кривых распределения одинаковы, а различаются лишь медианные значения разрушающих амплитуд. Это позволяет по результатам ускоренных испытаний оценивать не только медиану предела выносливости и его дисперсию, а и производить оценку квантильных значений предела выносливости н строить эмпирическую функцию его распределения. [c.195]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...