База усталостных испытаний

Целью испытаний на выносливость является обычно определение предела выносливости материала (образца, детали) — наибольшего значения максимального напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после Л/ циклов изменения напряжений (Л/ —заданное техническими условиями число, например 10 , 10 , 10 , называемое базой усталостных испытаний). Иногда испытания на усталость производят при постоянном среднем напряжении цикла а , (в этом случае циклы напряжений отдельных образцов не являются подобными). Предел выносливости при этом определяется не по максимальному напряжению а по амплитуде цикла Од. [c.467]

N—заданное техническими условиями большое число, например 10, 10 , 10, называемое базой усталостных испытаний. [c.12]

Испытания на растяжение проводят в соответствии с ГОСТ 1497—84, на ударный изгиб — по ГОСТ 9454—78, усталостные испытания — по ГОСТ 25.502—79. Значения пределов выносливости даны с указанием базы испытания (числа циклов), а также в зависимости от предела текучести, временного сопротивления разрыву и твердости. [c.9]

Влияние температуры на усталостно-коррозионное разрушение материалов прежде всего связано с процессом подвода деполяризатора, природой и свойствами пленок, образующихся на поверхности металла, их способностью раскрывать и залечивать коррозионные поражения. Результаты коррозионно-усталостных испытаний при повышенных температурах, проведенных применительно к бурильным трубам в аэрированном буровом растворе, приведены на рис. 53. С ростом температуры до 60 °С увеличивается растворимость кислорода в буровом растворе, условный предел коррозионной усталости на базе 10 млн. циклов снижается, а при температуре 90 °С в связи с уменьшением растворимости кислорода скорость коррозии снижается. Условный предел коррозионной усталости при 90 °С растет более чем в 1,5 раза по сравнению с испытаниями при 60 °С. [c.110]

Зависимость коэффициентов х и Л о длины усталостной трещины для базы Л/д =10 циклов представлена на рис.. 16. График построен по результатам усталостных испытаний образцов диаметром 8 мм из сплава АВ. [c.38]

Одной из целей усталостных испытаний является выявление слабых мест и опасных зон в конструкции. Для выполнения этой задачи также весьма важно выбрать правильно базу испытания, так как в зависимости от цикловой базы и уровня нагруженности может изменяться место разрушения. При числе циклов до разрушения 4Х ХЮ разрушение сосудов происходило по образующей цилиндра, т. е. носило квазистатический характер. Увеличение предельной долговечности до 7-103 циклов (уменьшение уровня напряжений) привело к разрушению усталостного типа в заделке [163]. [c.111]

На базе электродинамического вибратора типа П-836 разработана установка ВЭП-800, [170], позволяющая проводить усталостные испытания образцов при нормальной и повышенной (до 500°С) температурах с частотой от 50 до 1000 Гц и максимальным усилием 8000 кН (800 кгс) при любой степени асимметрии. [c.248]

В Куйбышевском политехническом институте [183] изготовлена установка для усталостных испытаний образцов в коррозионных средах под давлением при нормальной и повышенных температурах [давление жидкой среды достигает 20 Н/см (2 кгс/см ), температура около 30 С1. Установка смонтирована на базе усталостной машины Я-8 и состоит из трех узлов испытательной камеры, насоса и запасного резервуара. [c.252]

При высокочастотном циклическом деформировании, как и при циклическом деформировании с обычными частотами, можно успешно прослеживать развитие усталостной трещины, определяя скорость ее распространения и пороговые значения коэффициента интенсивности напряжений 17). При этом благодаря наработке большого числа циклов напряжений за единицу времени легко достигаются рекордно малые значения скорости распространения усталостной трещины в единицах длины на цикл нагрузки, а благодаря возможности проведения за относительно короткое время усталостных испытаний на миллиардных (по циклам нагрузки) базах — можно эффективно изучать нераспространяющиеся и медленно растущие усталостные трещины и условия их возникновения при малых значениях циклических напряжений. [c.336]

Усталостные испытания образцов и лопаток производили на магнитострикционном вибростенде при комнатной и рабочей температуре на базе 100 млн. циклов. Частота нагружения для образцов 3000 Гц, для лопаток — 4200 Гц. [c.224]

Результаты усталостных испытаний сплава при рабочей температуре показывают, что влияние методов обработки на характеристики усталости при 800° С, как и при комнатной температуре, с увеличением базы испытаний возрастает. [c.228]

В условиях совместного действия коррозионной среды (влажная атмосфера, пресная и морская вода, конденсаты продуктов сгорания и др.) и циклических нагрузок различного знака наблюдается процесс коррозионно-усталостного разрушения металлов и сплавов (стали, сплавы алюминия, латуни и др.). Число циклов до разрушения при данной нагрузке уменьшается по сравнению с испытаниями в сухом воздухе, а истинный предел усталости не достигается. Поэтому коррози-онно-усталостные испытания проводят на базе определенного числа циклов (обычно 5-WN). На кривой Велера (рис. 11) после перелома появляется нисходящий участок, крутизна которого зависит от условий испытания (различный доступ кислорода к металлу, различная обработка поверхности, различная степень предварительной коррозии и др.). [c.131]

На основании изложенного выше функциональная зависимость (5) может быть использована для прогнозирования усталостной долговечности металлов на больших базах. В этом случае по результатам кратковременных усталостных испытаний (с фиксированием необходимых характеристик необратимого рассеяния энергии по методикам, описанным выше) одного или нескольких образцов на произвольном, относительно высоком /г-ом уровне нагрузки определяется постоянная С [c.78]

Для получения кривой усталости при комнатной температуре испытывают 8—10 одинаковых по своей геометрии образцов 147]. Для сталей при 20° С требуется база не менее 10 циклов лучше 10 циклов. Особое внимание должно быть обращено на изготовление образцов. Образцы термически обрабатывают в специальных ваннах, обеспечивающих полное снятие остаточных напряжений и отсутствие окалины. Припуск на шлифовку не должен превышать 0,1 мм. ГОСТом 2860—65 предусмотрены методы усталостных испытаний гладких стандартных образцов и образцов с надрезом. [c.442]

Сопоставление результатов усталостных испытаний балок, сваренных различными способами, показывает, что долговечность балок, выполненных в среде СО2 и под флюсом, выше, чем балок, сваренных электродами ЦМ-7 при почти одинаковом минимальном пределе выносливости (около 9,5 кгс/мм ) на базе 2-10 циклов (серии № 2, 14, 15). [c.163]

Усталостные испытания проводили на установках конструкции ЦНИИТМАШа У-200 и УП-200 [911. Для всех образцов база испытаний принята равной 10 млн. циклов при частоте нагружения 2200—2400 цикл/мин. [c.212]

Данные об усталостной прочности гладких образцов, или иначе образцов без концентраторов напряжений, важны по различным причинам. Усталостные свойства новых и применяемых материалов сравниваются на базе результатов испытаний гладких образцов. Влияние специальных условий, таких, как концентрация напряжений или состояние поверхности, оценивается путем сопоставления их i с усталостными характеристиками гладких образцов. Усталостную прочность в каком-либо проектировочном расчете можно определить исходя из усталостной прочности гладких образцов путем введения в расчет специальных коэффициентов. Таким образом, большое значение придается усталостной прочности гладких образцов, несмотря на то, что гладкие части на практике редко становятся критиче- [c.21]

Долговечность материала растет с повышением его чистоты, уменьшением шероховатости поверхности, увеличением диаметра образца [24, 34, 35). Для металлов и сплавов, имеющих горизонтальный участок на кривой усталости, достаточна база испытаний 10 циклов если значения ординат кривых усталости непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов, то база испытаний увеличивается до 10 циклов. Усталостные испытания дают значительный разброс результатов, поэтому при проведении испытаний и обработке результатов целесообразно применять статистические методы. [c.42]

Среды до испытания на усталость (в ненагруженном состоянии). Кривые на рис. 71 и 72 соответствуют усталостным испытаниям в воде при изгибе с вращением на базе 10 млн. циклов. [c.163]

Методика статистической обработки результатов усталостных испытаний приведена в работах [19, 16,55, 47, 56]. Зависимости Р — а, т. е. функции распределения пределов выносливости, соответствующих различным базам испытания, имеют основное значение для расчетов на прочность. [c.258]

Цифрами на кривых показано количество дней, в течение которых образец подвергался воздействию коррозионной среды (воды) до испытания на усталость. Кривые на рис. 82, 83 соответствуют усталостным испытаниям при изгибе с вращением на базе 10 млн. циклов. [c.478]

Усталостные испытания (изгиб при вращении при симметричном цикле) проводились на образцах диаметром рабочей части 6,5 мм на базе 10 циклов. Хромирование производилось при j,=50 А/дм2 и 50°С. Полученные результаты представлены в табл. 6.3—6.5. [c.259]

В последние годы возникла необходимость проводить усталостные испытания на базах испытания, превышающих 10 -10 циклов нагружения (гигаусталость) [29-31], как это предусмотрено ГОСТом 25.502-79. Это связано с тем, что ресурс нагружения многих ответственных конструкций, работающих в режиме циклических нагрузок, превышает стандартные базы усталостных испытаний. Проведение таких испытаний выявило интересную особенность. Металлические материалы, у которых при стандартных базах испытания наблюдался физический предел вьшосливости, вдруг начинают разрушаться после прохождения 10 -10 циклов и возникает как бы вторая ветвь многоцикловой усталости и длинная ступенька между этими двумя ветвями. При этом на больших базах испытаний на усталость (больших 10 циклов нагружения) трещины почти всегда зарождаются не на поверхности, как это обычно наблюдается при многоцикловой усталости, а под поверхностным слоем. На рис. 1.22 представлены результаты усталостных испытаний в условиях симметричного растяжения-сжатия с частотой 20 КГц образцов из высокопрочных пружинных сталей Сг-81 и высокопрочных легированных сталей типа 42СгМо4 [32]. Видно, что во всех случаях у кривых усталости имеются две ветви долговечностей, между которыми существует горизонтальный участок (разрыв кривых усталости). Первая ветвь обычно оканчивается при долговечностях МО -510 , а вторая начинается после 10 циклов. Если образцы разрушались до 10 циклов, то усталостные трещины зарождались в поверхностном слое образцов. После 10 циклов зарождение трещин происходит под поверхностным слоем преимущественно у сульфидных неметаллических включений размером от 10 до 40 мкм. [c.26]

Рис. 102. Механические свойства сталей состава, % 0,29 С 1,3 Ми 1,09 31 1,58 Ni 1,04 Сг 0,2 Си 0,012 S 0,015 Р 0.010 0 0,010 N (сплошные линии) и 0,29 С 1,08 Мп 1,09 Si 1,58 N1 1,04 Сг 0,2 Си 0,007 8 0,015 Р 0,004 0 0,003 N после ВДП (штриховые лннни), закаленных в масле с 900° С в зависимости от температуры отпуска в течение 2 ч с последующим охлаждением в масле. Глубина надреза образцов на растяжение и выносливость изгибом 0,5 мм, радиус 0.1 мм. угол 60°. Усталостные испытания проводили на машине НУ с частотой 50 Гд на базе 10 циклов [98]

Для получения достоверных сведений по усталостной прочности титановых сплавов конкретной структуры не(обходима количественная оценка разброса результатов циклических испытаний. При этом предел выносливости определяют с заданной вероятностью неразрушения, т.е. оценивают его надежность. Уже первьге статистические обработки результатов усталостных испытаний титановых сплавов показали высокие значения коэффициента вариации условного предела выносливости [96— 98]. Учитывая большой разброс, наиболее правильно для анализа усталостных свойств титановых сплавов применять методы математической статистики и теории вероятности. Для этого строят полные вероятностные диаграммы, например по системе, предложенной Институтом машиностроения АН СССР [99, 100]. Эта система основана ра разделении процесса усталостного разрушения на две стадии до появления макротрещины и развитие трещины до разделения образца на части. При анализе предела выносливости гладких образцов это разделение не имеет принципиального значения, так как долговечность до появления трещины Л/ и общая долговечность до разрушения образца Л/р близки. Часто Jртя построения полных вероятностных диаграмм усталости за основу берут наиболее простой метод, предложенный В. Вейбуллом [ 101 102, с. 58 — 64]. Для построения полной вероятностной кривой необходимо испытать достаточно большие партии образцов (30—70 шт.) на нескольких уровнях амплитуды напряжений, которые должны быть выше предела выносливости (см., например, рис. 92). На каждом из этих уровней по гистограмме определяют вероятность разрушения при данной амплитуде напряжений. Далее ст ят кривую Веллера по средним значениям долговечности. По гистограммам строят кривые равной вероятности в тех же координатах (а — 1дЛ/). Затем строят семейство кривых, определяющих не только зависимость долговечности от амплитуды напряжений, но и вероятности разрушения от заданных амплитуды напряженйй и долговечности. Далее, принимая математическую форму распределения вероятности, на данном уровне напряжений можно строить кривые зависимости либо от амплитуды напряжений при заданной базе испытаний Л/, [c.141]

В ЦНИИ строительных конструкций (Москва) разработаны мно-гообраэцовые установки для усталостных испытаний арматурной стали на базе стандартного оборудования 2-СО с гидропульсацион-ными домкратами [179]. [c.229]

Отдельные статические и усталостные испытания были проведены Отделением испытаний лаборатории динамики полета на базе ВВС США Райт-Петтерсон. При статических испытаниях деталь выдержала восемь циклов нагружения до максимальной нагрузки, часть из них при температуре 176 °С. Разрушение при статических испытаниях произошло при нагрузке, составляющей 123,5% критической расчетной для температуры 176° С. Исследования показали, что первая стадия разрушения началась при нагрузке, составляющей 105% максимальной расчетной, в прокладке под болт внешнего обшивочного листа, работающего на сжатие и располон енного над передней средней нервюрой в зоне высокой концентрации напряжений. Последующий сдвиг болтами привел к разрушению наконечников лонжеронов вследствие поперечного изгиба, затем последовало интенсивное вторичное разрушение обшивок и лонжеронов. Все деформации оставались [c.148]

Рис. 2 показывает, что между пределом усталости композита (определенным на базе 10 циклов) и объемным содержанием борных волокон в композите существует линейная зависимость. Материалы, пределы усталости которых обнаруживают данную линейную зависимость, изготовлены в четырех различных лабораториях, а усталостные испытания проведены в двух различных лабораториях, поэтому был сделан вывод о том, что отмеченное усталостное поведение является характерным для современных бороалюминиевых композитов. Это крайне важное заключение, так как мы увидим позже (разд. VI), что предел усталости бороалюминиевых композитов может быть повьппен по крайней мере на 20% по сравнению с тем, который дает линейная зависимость, показанная на рис. 2, за счет регулирования микроструктуры поверхности раздела волокна и матрицы [26]. [c.401]

Разработка способов ускоренных усталостных испытаний ввиду возможности наработки за относительно короткое время большого числа перемен знака нагрузки (большой базы испытаний по циклам нагрузки) эта задача остается актуальной из-за того, что с каждым годом увеличивается объем необходимых усталостных испьеганий и ужесточается требование к срокам их проведения. [c.330]

На рис. 2 для металлических конструкционных материалов представлены графики, характеризующие влияние частоты симметричного циклического однородного растяжения — сжатия на относительные значения предела выносливости. При этом значения ст 1, взятые на базе 100 млн. циклов на одной из частот циклического нагружения, отнесены к значению предела прочности Ов, определенному при обычной скорости рас-тяигения на стандартных образцах. В таблице даны значения обычных частот в диапазоне 7-о11 по кривым усталости проводилась экстраполяция последних до базы 10 циклов Высокочастотные усталостные испытания велись на базе 10 —10 циклов на образцах с диаметром рабочей части около 6—7 мм в условиях водяного (для черных металлов) или воздушного (для легких сплавов) охлаждения [2]. Критерием усталостного разрушения образца во время обычных низкочастотных испытаний было его окончательное разрушение, а для высокочастотных испытаний — появление достаточно развитой усталостной трещины (глубиной 2—3 мм), вызывающей заметное снижение резонансной частоты продольных колебаний образца. [c.333]

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]

Для примера рассмотрим обработку результатов коррозионно-усталостных испытаний образцов диаметром рабочей части 5 мм из нормализованной стали 20 при чистом изгибе с вращением в 3 %-ном растворе Na I (рис, 12). В зависимости от базы испытания, состояния поверхности образцов графики коррозионной усталости в полулогарифмических координатах могут быть представлены в виде прямой или ломаной линии с одним, а реже с двумя перегибами. Тогда каждый прямолинейный участок необходимо подвергать обработке отдельно. Для стали 20 в полулогарифмических координатах четко выражены два прямолинейных участка, поэтому подвергаем обработке отдельно верхнюю и нижнюю ветви кривой. Исходные данные об уровне напряжений а и времени до разрушения N заносим в табл. 2 и 3. Через точку М (см. рис. 12) с координатами (антилогарифм среднеарифметического значения 1д /V) и V (среднеарифметическое значение а) проводят две прямые, рассчитанные по уравнениям (1) и (2) с использованием данных табл. 3 и 4 площадь между прямыми охватывает наиболее вероятное местоположение экспериментальных точек. Чем меньше разброс экспериментальных точек, тем меньше разница между коэффициентами Ь, и bj. Критерием разброса экспериментальных точек служит коэффициент корреляции г =Ь /Ь . При минимальном разбросе л ->1. Поскольку кооордина-ты точки перелома кривой точно установить трудно, то при построении кривой кор-розинной усталости отдельные ветви соединяют плавной линией. [c.33]

График на рис. 20.10 называют диаграммой предельных амплитуд (диаграммой Хея-Зодерберга). Строго говоря, экспериментальные точки на плоскости в координатах сгд — а, укладываются в некоторую полосу, что свидетельствует о довольно большом случайном разбросе. Предложено много способов аппроксимации такой диаграммы. Добавим, что диаграмма на рис. 20.10 построена для стали 45 по результатам усталостных испытаний на базе Л/д = 5 10 циклов. Так как максимальное напряжение цикла при > О всегда меньше предела прочности при растяжении au,t, то кривая предельных амплитуд AB находится внутри треугольника ОСС, ограниченного отрезком прямой СС с уравнением сТа + стт = Область упругости ODD (umax < сгу) ограничена отрезком прямой с уравнением Ua + а,п — сгу. Область [D[D, расположенная между отрезками i и DD, отвечает напряженному состоянию СГу < fJsnax < Tu,i [c.344]

Существуют различные методики расчета сварных соединений на циклическую прочность. Ниже рассмотрена методика, изложенная в [29 30] и базирующаяся на результатах усталостных испытаний сварных деталей реальных размеров, проведенных для различных сталей с разнообразными необработанными механическим путем бездефектными швами. На базе 2 10 циклов нагружений получены значения пределов выносливости симметричного сг 1д и отнулевого Оод режимов. По этим двум точкам в координатах (а ах — максимальное, — среднее [c.94]

Аналогичные усталостные испытания при регулярном и программном нагружении были проведены с использованием нормального и равномерного распределения амплитуд напряжений на базе 5-10 циклов. Первичная и вторичные кривые усталости представлены на рис. 5.6. Из рисунка видно, что и в этих случаях вторичные кривые усталости асимтотически приближаются к горизонтальной ветви первичной кривой, причем расчетные долговечности по уравнениям (5.32)—(5.34) удовлетворительно соответствуют опытным значениям (расхождения не превышают 2-кратных). Последнее подтверждается также значениями сумм относительных долговечностей, полученных экспериментально (Сд) и расчетом (Ср) по формуле (5.33), представленных в табл. 5.2. [c.177]

Правильное использование предварительной термической обработки позволяет увеличить предел выносливости широкого круга сталей после цементацни на 35%, доведя его до уровня 100 кгс/мм , а при нитроцементации на 15%. В последнем случае удалось достичь предела выносливости 115 кгс/мм на базе 5Х 10 циклов, при этом ограниченная выносливость нитроцементованных образцов увеличивается иа порядок. При ударно-усталостных испытаниях предел ограниченной выносливости растет еще больше. [c.212]

Во многих случаях напряжения в конструкции при периодических нагрузках превышают предел усталости. Это относится, например, к деталям авиационных двигателей, лопастям несухцих винтов вертолетов, к ряду объектов военной техники, срок эксплуатации которых очень ограничен различными причинами. В этих случаях важно знать характеристики ограниченной выносливости, которые определяют ресурс детали или конструкции, обеспечивают сопротивление усталостным разрушениям в течение определенного срока, т. е. некоторого числа циклов. Поэтому,, если при расчетах на усталость из всей кривой Велера важно знать фактически лишь одну точку — предел усталости, то при расчете на ограниченную выносливость суш.ественное значение приобретает верхняя часть кривой Велера. Однако характеристики работы детали и ее ресурс, поскольку он задан, исходя из других соображений, фактически определяют уменьшенную базу испытаний на усталость. Тем самым главным становится по возможности наиболее точное воспроизведение в испытаниях истинных условий работы детали и установление статистических характеристик, определяющих вероятность разрушения детали при напряжениях, отличающихся от выявленного таким образом условного предела усталости (предела ограниченной выносливости), и при числах циклов, отличающихся от базы испытаний. Последнее особенно важно в связи с тем, что при напряжениях, заметно превышающих истинный предел усталости и близких к пределу статической прочности, разброс данных усталостных испытаний бывает очень большим. В последние годы статистическим методам обработки данных усталостных испытаний уделяется большое внимание. [c.306]

Усталостные испытания (на базе 5-10 циклов) проводились на машинах типа УИПМ-20 конструкции ЦНИИТМАШ на образцах диаметром 18 мм. Исследовано 12 серий усталостных образцов, по 6—8 образцов. Перед хромированием образцы доводились до окончательных размеров шлифованием с обильным охлаждением. Режимы хромирования по плотности тока и температуре обеспечивали получение блестящего или молочного покрытия. Молочное хромовое покрытие, полученное из электролитов В и С, не дало заметных отличий по степени изменения усталостных характеристик стали по сравнению с гладким хромовым покрытием, полученным из электролита А. Как видно из данных табл. 6.9, отпуск при 100°С в течение 3 ч заметно повышает предел выносливости стали, не приводя, однако, к полному восстановлению ее усталостной прочности. Отпуск при температуре 250°С в течение 2 ч либо дает мало заметное улучшение (при осадке хрома 0,03 мм), либо даже ухудшает (при осадке хрома 0,10 мм) выносливость хромированной стали. [c.263]

ЗОХГСА, термообработан ной на твердость Янс=45. Отделочной операцией было тонкое шлифование вдоль продольной оси образцов. Как видно из рис. 6.4, хромирование сильно понижает сопротивление стали усталостному разрушению при знакопеременном деформироваТ1ИИ. Предел усталости при испытании на базе 10 циклов не выявляется, что характерно для наводоро-женной стали. Подобное поведение наблвддали ранее Г. В. (Карпенко и Р. И. Крипякевич [8] при коррозионно-усталостных испытаниях стали в наводороживающей коррозионном среде. Это свидетельствует о том, что понижение усталостных характеристик высокопрочной стали в результате хромирования обусловлено, если не всецело, то в значительной степени, наводорожи-ванием стали в процессе электроосаждения хрома. [c.271]

Усталостные испытания (изгиб при нрагцении) производились на -образцах диаметром в рабочей части 6,5 мм на базе 10 млн. циклов. Было исследовано влияние толщины слоя покрытия, отпуска и влияние многократных покрытий с предварительным удалением нредыдунхих слоев. [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...