Испытание гладкого образца статическое

Форма и размеры детали (в отличие от статического нагружения) оказывают значительное влияние на усталостную прочность. Значение предела усталости материала, определенное при лабораторных испытаниях гладких образцов, дает лишь общее представление о его выносливости, но недостаточна для суждения об усталостной прочности изготовленной из этого материала детали в условиях эксплуатации. Кроме того, детали, изготовленные разными способами из одного материала или имеющие различия в форме и размерах, не равнопрочны при повторно-пере.менном нагружении. [c.79]

В случае отсутствия прямых экспериментальных данных о склонности конструкционных сплавов к упрочнению или разупрочнению при циклических нагрузках оценку влияния цикличности нагружения на изменение характеристик вязкости разрушения можно определить по результатам статических испытаний гладких образцов. [c.430]

I. Предварительные замечания. В 2.11 и 2.13 были описаны статические кратковременные испытания гладких образцов из различных материалов на растяжение и сжатие при комнатной температуре. Предыдущие параграфы настоящей главы содержат описание различных упругих и механических свойств материалов и оценку влияния различных факторов на эти свойства. Уже при этом обсуждении приходилось обращаться к результатам динамических испытаний (при определении сопротивляемости ударному воздействию и при оценке влияния скорости деформирования на различные свойства), кратковременных и длительных испытаний при высоких температурах (при определении предела длительной прочности и предела ползучести, а также при оценке влияния температурного фактора на различные свойства), длительных испытаний при переменных по величине и знаку нагрузках, длительных испытаний при комнатной температуре и постоянной нагрузке и при монотонно убывающей нагрузке. Приходилось, наряду с рассмотрением результатов испытания гладких образцов, обращаться и к анализу материалов испытаний образцов с надрезом указывалось, что, кроме непосредственного определения интересующих инженера свойств материала, существуют косвенные пути оценки этих свойств (при помощи определения твердости) отмечалось, что, [c.298]

Кратковременные статические испытания гладких образцов при комнатной температуре. Статическое испытание материала в гладких образцах в условиях комнатной температуры производится не только при растяжении и сжатии применяются еще и следующие испытания. [c.299]

Предел выносливости чугуна с ростом статической прочности повышается (рис. 7, табл. 13). Предел выносливости чугуна с шаровидным графитом примерно в 1,5— 2 раза выше предела выносливости серого чугуна с пластинчатым графитом при испытании гладких образцов. [c.148]

Критерии, определяемые независимо от конструктивных особенностей и характера службы изделий. Эти критерии находятся путем стандартных испытаний гладких образцов на растяжение, сжатие, изгиб, твердость (статические испытания) или на ударный изгиб образцов с надрезом (динамические испытания). [c.87]

Наличие надреза и повышенная скорость деформирования могут перевести металл в хрупкое состояние и выявить его склонность к хрупкому разрушению, т. е. те свойства металла, которые не обнаруживаются при статических испытаниях гладких образцов. [c.53]

Испытания на ударную вязкость отличаются от обычных статических испытаний на растяжение и на изгиб применением образца с надрезом и высокой скоростью деформирования (при ударе). Испытания, выполняемые в этих условиях, могут перевести металл в хрупкое состояние и выявить его склонность к хрупкому разрушению, т. е. определить некоторые свойства металла, а такл<е пороки в его структуре, которые не обнаруживаются при статических испытаниях гладких образцов. [c.136]

То обстоятельство, что прн известных условиях возможно хрупкое разрушение тела при статическом нагружении на низком уровне напряжения по сравнению с прочностью и при способности металла к значительным пластическим макродеформациям, было известно еще в прошлом столетии. Результаты испытаний образцов с острым надрезом при з даре показывали, что при температуре материала ниже известного предела количество энергии, необходимой для разрушения образца, существенно уменьшается, и излом приобретает хрупкий характер. Однако, в то время не были известны закономерности хрупкого разрушения и не существовало объяснения явления хрупкости материала. Представления о статической прочности (например, Баха или Мора) основывались на результатах испытаний гладких образцов при растяжении и сжатии и на рассмотрении материала как однородной среды. При таком рассмотрении не представлялось возможным создать модель возникновения и распространения трещины с учетом влияния условий нагружения на характер разрущения тела. [c.452]

При испытании образцов особое значение имеет вид изло.ма. Механические испытания отражают действительный характер разрушения деталей лишь при условии одинакового вида излома образцов и детали. Реальные детали всегда имеют концентраторы напряжений в виде надрезов, резких переходов сечений, местных напряжений, поэтому очень часто высокие свойства прочности, полученные при статических испытаниях гладких образцов, не отражают напряженного состояния реальных деталей при их эксплуатации. [c.11]

Существует много стандартных методов определения механических свойств металлов. Это испытания на растяжение, испытания гладких образцов на статический изгиб и надрезанных образцов на ударный изгиб, определение твердости металла, испытание на длительную прочность и многие другие. Основное назначение этих испытаний состоит в получении количественных характеристик металла, необходимых для выполнения инженерных расчетов. Часть методов предназначена для получения характеристик металла, которые хотя и не участвуют как количественные в расчетах на прочность, но используются для качественной оценки работоспособности изготовляемых из него деталей или для установления соответствия металла техническим условиям на его поставку. [c.88]

Необходимыми для рассмотренного выше расчетного определения долговечности элементов конструкций на стадии образования л развития трещин являются испытания гладких стандартных образцов при кратковременном и длительном статическом нагружении (с оценкой характеристик прочности и пластичности), а также образцов с начальными трещинами при малоцикловом нагружении при соответствующей температуре и времени выдержки (с измерением скорости развития трещин). Приведенные выше уравнения позволяют осуществлять пересчет получаемых из экспериментов данных на другие числа циклов и времена нагружения. Воспроизведение в опытах эксплуатационных режимов нагружения, уровней номинальной и местной напряженности, исходной дефективности с учетом кинетики изменения статических и циклических свойств представляется пока трудноосуществимым. В связи с этим разработка способов приближенной оценки несущей способности элементов конструкций, работающих при высоких температурах (когда имеет место активное взаимодействие длительных статических и циклических повреждений), приобретает существенное значение. [c.120]

Из анализа данных об условиях эксплуатационного нагружения и о номинальной и местной нагруженности следует возможность оценки предельных состояний несущих элементов конструкций и выбора критериев прочности. Назначение основных размеров сечений несущих элементов должно проводиться из условий статической прочности, т. е. размеры сечений должны быть не меньше, чем по критериям статической прочности для максимальных эксплуатационных нагрузок. В расчетах статической прочности деталей машин и элементов конструкций, выполняемых по номинальным напряжениям, как правило, не учитываются местные напряжения от концентрации и местные температурные напряжения. В расчетах статической прочности используются пределы текучести и прочности, определяемые при стандартных кратковременных статических испытаниях гладких цилиндрических или плоских образцов [1, 2]. [c.11]

Зависимость от характеристик механических свойств определяется ПО данным кратковременных или длительных статических испытаний гладких лабораторных образцов. Влияние величин т , и г на предельную деформацию устанавливается (рис. 1.5, а) из длительных циклических испытаний с учетом упомянутых выше методических трудностей. При увеличении температуры эксплуатации времени нагружения т и коэффициента асимметрии цикла разрушающие деформации падают (кривая малоциклового разрушения смещается вниз и влево). Для макси- [c.18]

Увеличение скорости испытания приводит к значительному снижению пластичности при растяжении, особенно при низких температурах испытания. Переход от статического растяжения гладких образцов (1,5 мм/мин) к динамическому (5500 мм/с) сопровождается уменьшением относительного сужения почти в 2 раза при комнатной температуре и примерно в 10 раз при —60° С. [c.121]

Прочностные и пластические свойства, определяемые при статических испытаниях на гладких образцах хотя и имеют важное значение (они входят в расчетные формулы) во многих случаях не характеризуют прочность этих материалов в реальных условиях эксплуатации деталей машин и сооружений. Они могут быть использованы только для ограниченного числа простых по форме изделий, работающих в условиях статической нагрузки при температурах, близких к нормальной. [c.87]

При испытании на статический изгиб гладких образцов оценивается пластичность сварного соединения до образования макротрещины со стороны растянутой поверхности сгибаемого образца. В соответствии с рекомендациями [18] образцы с поперечно расположенным сварным швом испытываются при нормальной температуре. Критерием оценки служит угол изгиба образца до появления макротрещины. Испытания проводят на разрывных машинах лабораторного типа. [c.160]

Испытание обычно проводят при сосредоточенном (трехточечном), (рис. 15.22). Гладкие образцы из пластичных металлов обычно нельзя довести до разрушения. Поэтому основная область применения изгиба — ударные или статические - испыта- [c.226]

Сопротивление усталости материала определяется по результатам испытаний на усталость гладких образцов с плавным утонением в зоне предполагаемого разрушения. Форма и размеры образцов, методы проведения испытаний, требования к технологии изготовления оговорены в ГОСТе, а также в справочной и методической литературе [45]. Обычно за основу в расчетах на выносливость деталей принимают характеристики сопротивления усталости материала, полученные, при симметричном изгибе или растяжении — сжатии гладких образцов диаметром 7. .. 8 мм. Результаты испытаний на усталость образцов разного размера концентрацией напряжений при наложении постоянно действующей- статической нагрузки в условиях нагрева и с различной частотой нагружения позволяют построить зависимости пределов выносливости от конструктивных и эксплуатационных факторов и использовать их для расчетной оценки характеристик усталости деталей. В табл. 2.2 в. качестве примера представлены значения пределов выносливости некоторых деталей, разрушившихся в эксплуатации от усталости. [c.39]

Чаще всего с уменьшением размера зерна предел выносливости гладких образцов при комнатных и низких температурах испытания возрастает, хотя в ряде работ было показано, что измельчение структуры металла не всегда приводит к изменению долговечности. При анализе влияния структурного фактора на циклическую прочность необходимо иметь в виду, что закономерности разрушения металлических материалов при циклическом и статическом деформировании имеют много общего. [c.209]

Выносливость гладкого образца, имеющего небольшой диаметр и испытанного в обычных лабораторных условиях, нельзя отождествлять с выносливостью детали, имеющей иную форму и размеры и работающей в иных условиях нагружения. Недопустимость такого отождествления обусловлена тем, что выносливость является функцией ряда факторов, сказывающихся на ее величине и обычно не учитываемых при расчетах на действие статической нагрузки. [c.409]

Наряду с хладноломкостью давно известна и ударная хрупкость, т. е. переход статически вязкого материала в хрупкое состояние при ударных нагрузках. Такое поведение наблюдалось у цинка, крупнозернистого железа, сталей, подверженных отпускной хрупкости, у многих пластмасс, смол и других материалов [9]. Изменение напряженного состояния также может существенно влиять на механическое состояние материалов. Так, например, многие литые алюминиевые сплавы и чугуны при растяжении весьма хрупки (удлинение порядка 1—2%), а при сжатии довольно пластичны (укорочение порядка нескольких десятков процентов). Некоторые стали пластичны при статических испытаниях на растяжение гладких образцов, но оказываются хрупкими при статическом вдавливании пуансона в центр диска, опертого по контуру. Решающим в этих случаях является изменение способа нагружения или формы образца, ведущих к изменению напряженного состояния [11]. [c.257]

Сопоставление результатов испытаний на усталость натурных моделей и лабораторных гладких образцов при растяжении — сжатии из жаропрочных сплавов показало, что различия в пределах выносливости, выраженных в амплитудах напряжений при одинаковой температуре и статическом растягивающем напряжении, составляют не более 10—15 /о- Поэтому учет влияния асимметрии цикла с достаточной для практики точностью можно проводить по результатам испытаний лабораторных образцов при растяжении — сжатии на пульсаторах. [c.250]

Резюмируя все сказанное, можно сделать вывод, что испытание на ударный изгиб надрезанных образцов является чувствительным методом контроля, реагирующим на изменения состояния металла. Ударные испытания являются ценным, иногда необходимым дополнением к статическим испытаниям гладких и надрезанных образцов. [c.172]

Построение диаграмм о — е или зависимостей Ае — JV, ба — JV при циклическом нагружении требует достаточно сложных методик и поэтому не всегда возможно, особенно при высоких частотах нагружения. В литературе описаны подходы, позволяющие по результатам испытаний гладких образцов при статическом нагружении установить класс конструкционных сплавов упрочняющийся, разу-прочняющийся или циклически стабильный. [c.242]

Таким образом, в случае отсутствия прямых экспериментальных данных при циклическом нагружении о склонности к упрочнению или разупрочнению конструкционных сплавов можно прогнозировать влияние цикличности приложения нагрузки на изменение К)с по сравнению с Кгс по величине отношения 0в/0о,2, определен-нэго по результатам испытаний гладких образцов при статическом нагружении. [c.245]

На рис. 136 приведены зависимости отношений Оо, /аи, / и о ц/0пц от отношения oJoq 2, постоянные гю результатам исследования этих характеристик, для указанных выше сталей [333]. Каждая точка на рисунке соответствует одной марке стали при одном варианте термообработки. Анализ приведенных на рис. 136 результатов показывает, что для исследованных сталей значения отношений и а 1 /а ц уменьшаются при уменьшении отношения a /aj,2. Это поз-Боляег при отсутствии характеристик Tn j находить значения Kf тЬ, К)с, размеры и число скачков трещ,ин при переходе от стабильного их роста к окончательному разрушению для образцов й конструктивных элементов любой формы, определив характеристики и Оо.а при испытаниях гладких образцов в условиях статического нагружения. [c.222]

Каждое из указанных испытаний не определяет всех механических свойств металла и не отражает полностью его поведения в готовых деталях различного назначения, а лишь обнаруживает те его свойства, которые характерны для данного напряженного состояния (для данного вида иснытания). Различие в прочности, пластичности и других механических свойствах образцов и готовых деталей или конструкций объясняется следующим 1) напряженное состояние, создаваемое при каком-либо механическом испытании, не воспроизводит того сложного напряженного состояния, которое в действительности возникает в условиях эксплуатации. Готовая деталь (или конструкция) часто подвергается совместному воздействию различных по характеру нагрузок. Так, например, коленчатый вал двигателя воспринимает не только изгибающие нагрузки, но работает в условиях кручения и повторно-переменных статических и динамических нагрузок 2) надрезы, например в виде галтелей, шпоночных канавок и т. д., имеющиеся в готовых деталях, изменяют распределение напряжений по сечению и объему и создают концентрацию напряжений. Поэтому многие механические свойства, особенно вязкость и пластичность, в готовой детали сложной формы с резкими переходами по сечению могут быть по величине существенно отличными и ниже значений этих же свойств, определенных при испытании гладкого образца (если даже условия нагружения детали и образца одинаковы) 3) в деталях, имеющих большие размеры, чем испытуемый образец, встречается относительно больше пороков металла (ликвация, поры, микротрещины), понижающих механические свойства. [c.116]

Снижение прочности материала по мере увеличения числа нагружений N обычно характеризуют кривой усталости = / (Л), получаемой в результате испытаний гладких образцов до разрушения. При изображении в полулогарифмических координатах зависимость =/(1ё ЛО представляе собой ломаную линию с характерными точками перелома А и В ( рис.9.2.1). Для сталей при знакопеременном цикле нагружения верхний перелом чаще всего наблюдается в интервале 5-10 тысяч циклов, нижний — при 1,5-4 миллиона циклов. В соответствии с этим обычно различают три характерных случая нагружения монотонное однократное (статическое), малоцикловое (повторностатическое) и многоцикловое (усталостное). К первому относят конструкции, испытывающие в процессе эксплуатации до 10 циклов нагружений, ко второму — до 10 . .. 10 и к третьему — 10 .. 10 и более нагружений. [c.299]

Прочность при низких температурах. Хрупкое разрушение стальных конструкций наблюдается особенно часто при низких температурах. Упомянутые выше случаи разрушения резервуаров а судов происходили при температурах ниже нуля. В условиях крайнего севера, где металлические конструкции и механизмы работаюг зачастую при температурах —40° и —50°, хрупкие разрушения, особенно часты, и проектирование сооружений, работающих в этих, условиях, требует особого внимания. Явление хрупкости стали при низких температурах получило название хладноломкости. Схематическое объяснение хладноломкости может быть следующее (А. Ф. Иоффе,. 1924 г.). Пластические свойства металла в сильной степени зависят от температуры, предел текучести с понижением температуры повышается. В то же время сопротивление отрыву практически не зависит от температуры. Поэтому при низких температурах условия перехода от хрупкого разрушения к пластическому меняются и отрыв становится возможным прежде, чем наступит пластическое состояние. В частности, и при растяжении может случиться, что образец разорвется прежде, чем появятся пластические деформации. Не у всех металлов оказывается возможным получить хрупкое разрушение при растяжении за счет понижения температуры металлы с гранецеитри-рованной решеткой сохраняют пластические свойства при весьма низких температурах, среднеуглеродистая сталь, весьма пластичная в обычных условиях, становится хрупкой при растяжении лишь при температуре жидкого водорода. При динамическом деформировании, предел текучести оказывается выше, чем при статическом, поэтому критическая температура хладноломкости, то есть температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому, повышается, В опытах Давиденкова Н. Н. (1936 г.), который испытывал на ударное растяжение цилиндрические образцы из среднеуглеродистой стали, критическая температура получилась —95° для крупнозернистой структуры и — 160° для мелкозернистой. При сложном напряженном состоянии, например в месте концентрации напряжений, условия перехода от пластического разрушения к хрупкому будут другими и критическая температура, определенная в этих условиях, отличается от критической температуры, найденной путем испытания гладких образцов иа растяжение. В настоящее время не существует теории, которая позволяла бы надежным образом производить расчеты на прочность в условиях низких температур с тем, чтобы предусматри вать возможность хрупкого разрушения, однако надлежащий выбор, материалов и соблюдение некоторых конструктивных и технологических предосторожностей позволяют избежать хладноломкости. [c.411]

Б00°С снижает усталостную прочность на 20—25 %. Это снижение находится на уровне и даже несколькр меньше, чем снижение статической прочности под влиянием соответствующего повышения температуры. Интересно то, что предел выносливости надрезанных образцов значительно меньше зависит от температуры испытания, чем предел выносливости гладких образцов. Изменение усталостной прочности более значительно при отрицательных температурах, чем в диапазоне 20-450°С. Многие исследователи связывают уровень циклической прочности титановых сплавов при повышенных температурах (выше 300°С) непосредственно с длительной прочностью, отождествляя влияние длительности действия статической и циклической нагрузок. Циклическое нагружение в различных температурных областях вызывает различный характер разрушения, особенно в начальной стадии. В диапазоне —196 —+ 200°С разрушение начинается и распространяется преимущественно по двойникам, в области 200—400°С наблюдается обычное для высоких температур разрушение по телу зерен, при более высоких температурах разрушение происходит главным образом по границам зерен. [c.164]

Статическое деформирование сопровождается увеличением размеров пластических зон и уровнем пластических деформаций в них (рис. 6.11). При достижении предельной деформации, зависящей от размера исходной трещины (дефекта), происходит страгивание трещины, скорость роста которой определяется скоростью нагружения и условиями испытаний (температура, жесткость машины и т. д.). Предельная деформация, при которой происходит страги-вание трещины, а также окончательное разрушение образца (детали) оказываются меньшими, чем предельная пластичность гладкого образца, в силу стесненности пластической деформации в вершине трещины. При этом продельная деформация в устье трещины при статическом нагружении может быть определена с учетом ее стесненности вследствие объемности напряженного состояния. [c.229]

Сплав ВТ 18. Повторно-статические испытания сплава ВТ18 проводили после отжига на образцах, вырезанных из прутков диаметром 14 мм с 0в=1Ю кгс/мм . Изменение напряжения при повторно-статическом растяжении гладких и надрезанных (гн—0,1 мм) образцов в зависимости от числа циклов показано на рис. 152. Предельное напряжение (на базе 10000 циклов) составляет 90 для гладких образцов н 33 кгс/мм для образцов с надрезом. [c.313]

С помощью этих методов проводятся испытания гладких и надрезанных образцов при однократном статическом и повторностатическом нагружении. [c.213]

Влияние механической обработки на механические свойства микрообразцов. При статических испытаниях гладких крупных образцов влияние наклепа поверхностного слоя обычно не учитывают. Однако при испытаниях микрообразцов влияние наклепа для некоторых материалов может оказаться существенным. [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...