Испытание длительное при переменной нагрузке

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]

В справочнике впервые на современном научном уровне рассматриваются методы и оборудование для проведения длительных и ускоренных испытаний металлов, деталей машин и механизмов при переменных нагрузках и наложении среды, трения и температуры, используемые при определении характеристик усталостной прочности. [c.2]

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]

Схема силового потока для обычной гайки, гайки с поднутрением и гайки с зенковкой показана на фиг. 23. На фиг. 24- дано сравнение ряда конструктивных форм гаек и болтов на стойкость при длительных испытаниях под переменной нагрузкой. Роль поднутрения и [c.185]

Предполагается, что определяя силу резания по степени пластической деформации эталона, мы находим некоторое ее среднее значение. Это, возможно, справедливо при постоянстве силы резания в течение всего времени получения отпечатка. Если же сила резания будет непрерывно меняться что мы и наблюдаем чаще всего (элементная стружка, резание с наростом, вибрация), то условия нагружения шарика при резании окажутся совсем иными, чем при обычных статических испытаниях на твердомере, тем более что шарик при резании будет воспринимать касательные, также переменные, нагрузки за счет действия других компонент силы резания. Поэтому естественнее предположить, что при резании мы получаем завышенные диаметры отпечатков, и сравнительно большая длительность испытания (около 30 сек.) будет этому способствовать. [c.12]

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]

Из длительных методов определения выносливости наиболее широкое применение в лабораторной практике получил способ испытания образцов на повторно-переменный изгиб при симметричном цикле. При таком испытании вращающийся образец подвергается действию постоянной по величине изгибающей нагрузки. Предпочтительность этого метода объясняется как простотой применяемых для этой цели машин, так и тем, что большое число деталей машин подвергается в работе деформации изгиба., [c.152]

Таким образом, в результате обработки данных определяют основные особенности и параметры расчетного режима термомеханического нагружения характер сочетания циклов повторно-статической нагрузки и температуры, значения предельных нагрузок (деформаций) и температур шах > min > Диапазон их изменения, частоту v цикла нагружения в переменной части цикла, время выдержки нагрузки и температуры, число циклов и т. д. Эти данные используют в дальнейшем для выбора режимов и проведения испытаний на малоцикловую усталость с целью получения базовых характеристик и для оценки прочности конструкции при длительном малоцикловом нагружении. [c.18]

Роторы турбин и генераторов находятся под действием статических и повторно-статических (малоцикловых) напряжений, обусловленных центробежными силами и тепловыми нагрузками при испытаниях, эксплуатационных пусках и остановах, а также при изменении мощности. Число таких циклов может достигать 20—60 и более в год при общем числе за расчетный ресурс 500— 1000 и более. Повторяющаяся смена нагрузок вызывает в роторах (особенно в местах повышенной концентрации и значительных температурных напряжений) накопление малоцикловых повреждений. Сочетание повторных нагрузок с повышенными температурами в элементах конструкций высокого давления является причиной ускорения накопления повреждений за счет длительных статических повреждений. Кроме того, на низкочастотные (10- —10 Гц) циклы высоких напряжений накладываются высокочастотные (в диапазоне частот 10—150 Гц) циклы переменных напряжений, обусловленные действием нагрузок от силы тяжести на оборотных частотах , срывом масляного клина в подшипниках или вибрационных нагрузок за счет изгибных и крутильных колебаний роторов по соответствующим формам. Суммарное число циклов нагружения за расчетный ресурс достигает при этом 10 — 10 . Вибрационная составляющая циклических напряжений для роторов турбин и генераторов при современном уровне балансировки, предварительных доводочных работ и контроля вибраций при эксплуатации может быть снижена практически до безопасных уровней при нормальной эксплуатации. Но роль этой составляющей резко возрастает при изменении жесткости роторов на стадии развития в них макротрещин. Для роторов паровых турбин в интервале указанных низких и высоких частот могут иметь место циклы нагружения с промежуточными частотами (0,01 —10 Гц) в результате неравномерности давлений и температур потоков пара. Таким образом, фактический спектр механических и температурных напряжений для роторов турбин и турбогенераторов оказывается достаточно сложным. Сложность формы цикла возрастает по мере повышения температур (образуются деформации ползучести), а также за счет изменения асимметрии цикла при наличии остаточных напряжений. [c.7]

По виду нагружения следует различать изломы, возникшие от однократно приложенных нагрузок статических кратковременно или длительно действующих, ударных или переменных. В каждой из перечисленных групп строение изломов будет обладать рядом специфических особенностей, обусловленных способом приложения нагрузки и соответственно долей касательных и нормальных напряжений (см. табл. 4.2). Условия нагружения определяются действием температуры, при которой производится испытание, наличием активной или коррозионной среды, величиной запаса упругой энергии, податливостью системы и т. д. [c.346]

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]

Первое свойство — это способность выдерживать не разрушаясь переменные нагрузки при высоких температурах характеристикой его является условный предел выносливости, определяемый при заданной температуре и символически обозначаемый так сГшбоо- Индекс W указывает на то, что данное напряжение является условным пределом выносливости, второй числовой индекс указывает продолжительность испытания в часах. Можно поставить цель — исключить возможность разрушения от усталости. Тогда достаточно добиться того, чтобы условные пределы выносливости (с шюо. продолжительности испытания пределы длительной прочности (сгщо, Osoo. ) [c.310]

Испытания на ползучесть при переменном нагружении с (Т=14,5 и 12,5 кг1мм проводились с циклами различной длительности нагрузки и отдыха (А,= 1,2 и 4 ч). Оказалось, что в пределах данного опыта величина =ti+T2 не влияет на деформацию ползучести. [c.96]

Для определения механических свойств металлов и спла )в испытывают стандартные образцы. Механические испытания в зависимости от характера действия нагрузки могут быть статические, при которых нагружение производится медленно и нагрузка возрастает плавно или остается постоянной длительное время, динамические, при которых нагрузка на образец возрастает мгновенно, и повторно-переменные, при которых изменяются величина и направление действия нагрузки. [c.94]

Усталость и коррозионная усталость. Известно, что образец металла, подвергающийся попеременному изгибу, попеременному кручению и попеременному растяжению и сжатию, может выдержать большее количество таких перемен, но в конце концов сломается. Количество перемен до излома естественно возрастает, если уменьшить величину нагрузки (фиг. 70, верхняя кривая). В отсутствии коррозионной среды можно найти такое значение напряжения, ниже которого образец никогда не разрушится, даже при бесконечном повторении циклов изменения напряжения. Это значение обозначается как предел усталости. В испытании, длительность которого недостаточна для построения асимптотической кривой, наивысшая нагрузка, не вызывающая разрушения, называется также пределОлМ усталости. В этом случае количество выдерживаемых циклов всегда должно быть указано, как отмечает Гаф иначе приводимые данные не будут иметь никакого смысла. [c.588]

Предложена [161 методика испытания, которая позволяет учитывать колебания механической и термической нагрузок, ожидаемые при эксплуатации изделия. Образец с покрытием испытывают при температуре, близкой к максимальной рабочей. Применяют сочетание, постоянной нагрузки, составляющей обычно 85% предела длительной прочности основного материала при температуре испытания и переменной нагрузки. Влияние термических циклов шределяется испытаниями, аналогичными описанным В. Л. Эйв-зш [21]. При термической усталости под напряжением образцы нагружаются до уровня, соответствующего приблизительно пре-щщгьной нагрузке при максимальной температуре испытания, в атем образец подвергается действию термических циклов от комнатной до предельной температуры. [c.254]

Прочность сцепления (связывающая способность клея). Клеевые соединения хорошо выдерживают скалывание (сдвиг), хуже — отрыв и отдирание. Испытание сводится к определению предела прочности при статическом сдвиге (табл. 25.1). Кроме того, устанавливается прочность при отрыве (равномерном и неравномерном), а также прочность при длительно действующих постоянных и переменных вибрационных нагрузках. При соединении резиновых материалов определяют сопротивление отслаиванию и расслаиванию. Прочность клеевых соединений может превышать прочность склеиваемых материалов. [c.406]

Унивгрсальная гидравлическая машина типа МУГП-2,5 ЗИМ [148]. Предназначена для испытания образцов на растяжение-сжатие и изгиб в режимах статического, длительного статического и повторно-переменного нагружения при пульсирующем, симметричном н асимметричном характерах цикла. При работе по двузначному циклу в качестве аккумулятора используют пружину. Наибольшая статическая нагрузка 50 Н (500 кгс). Это относится к двустороннему циклу [нагрузка 12500 Н (1250 кгс)] и к одностороннему [нагрузка 25000 Н (2500 кгс)]. [c.192]

В каждом из ускоренных способов явление усталости моделируется лишь с некоторой степенью достоверности. Чем полнее и ближе к реальности это моделирование, тем выше качество рассматриваемого ускоренного способа. Для усталости материала определяющими параметрами при прочих равных условиях должны считаться следующие силовой фактор (прежде всего, амплитуда циклических напрянгепий), фактор времени (важнейшее значение имеет время пребывания материала при максимальных значениях напряжений цикла, т. е. длительность верхушки цикла) и специфический для циклической прочности фактор — число перемен характера нагружения (число циклов напряжений). Наиболее трудный (если не невозможный) для моделирования — фактор времени. Обгонять время реально не дано никому, и по этому параметру ни один из экспериментальных способов ускоренного определения характеристик усталости не имеет преимуществ перед другими. Не во всех ускоренных способах осуществляется прямое моделирование и силового фактора, так как не всегда испытания ускоренным способом ведутся при циклическом нагружении с представляющим интерес значением амплитуды мапрян ений. Ни в одном из ускоренных способов, кроме способов, основывающихся на увеличении частоты циклического нагружения, прямо не моделируется фактор количества циклов нагрузки. [c.335]

Результат наложения ка переменные напряжения статических напряжений сжатия зависит от температуры и уровня предела выносливости при симметричном цикле. Эффективность сжимающей нагрузки, измеряемая отношением оаМ-ь как показали испытания сплава ХН77ТЮРУ при 250 С значительно выше, чем при 550° С. Отсюда следует, что применение поверхностного наклепа для деталей из сплава ХН77ТЮРУ, эксплуатируемых при 550° С, мен еэф-фективно, чем при т-емпературах до 250 С. Кроме того, длительное действие высокой температуры способствует релаксации и перераспределению остаточных напряжений в поверхностном слое детали. Статические напряжения сжатия компенсируют отрицательное влияние остаточных напряжений второго и третьего рода в высоколегированных сплавах, которое проявляется в понижении сопротивления усталости при нормальной температуре. На рис. 2.36 приведена кривая Wa-i =f( (T-i)> построенная по результатам испытания образцов гладких и с концентраторами напряжений из сплава ХН77ТЮРУ при базовом числе циклов Л б = 2-10 ... 2-10 . [c.69]

Существенным недостатком тензометрических датчиков является изменение сопротивления тензопроволоки от воздействия переменной температуры и различных коэффициентов линейного расширения материала проволочной решетки и динамометрической скобы. Это обстоятельство может вносить существенные погрешности в измерение деформации и напряжения, особенно при длительных статических нагрузках и при меняющихся температурах испытания. [c.55]

Не всякая экспериментальная работа по коррозионной усталости имеет своей целью дать объяснение этому сложному процессу. Большая часть ценных и обширных работ Мак Адама была посвящена обеспечению конструкторов данными по поведению конкретных важных конструкционных материалов в характерных коррозионных средах. В испытаниях на усталость частота циклических напряжений мало влияет на окончательную кривую усталости, хотя при очень высоких частотах наблюдается значительный рост температуры образца вследствие более короткого времени для рассеяния тепла, генерированного в каждом из циклов. При корро ишпной усталости полное время испытания — важный фактор [16—18], поскольку коррозия определяется длительностью испытаний. Мак Адам взял этот фактор (время) в своих испытаниях в качестве дополнительной переменной величины. Первоначально усталостные испытания проводили для серии образцов при заданной частоте и нагрузке, для данного времени испытания в коррозионной среде. Затем определяли предел усталости на воздухе (т. е. напряжение, ниже которого образец не разрушается при бесконечном числе циклов) и результаты наносили на график зависимости предела усталости на воздухе от длительности испытаний на коррозионную усталость. Таким образом была получена серия графиков для различных нагрузок и частот в [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...