Ускоренные усталостные испытания

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]

Ускорение усталостных испытаний имеет большое значение для прогресса в развитии техники. Снижение затрат времени, материалов и труда при проведении усталостных испытаний можно достигнуть без изменения принятых методов испытаний или путем изменения методики. В особенности большое значение имеет ускоренная оценка усталостной прочности натурных деталей. Ускоренные испытания на ограниченном количестве образцов или конструкций могут обеспечить оперативную оценку принятых технологических или конструктивных изменений. [c.73]

Вследствие сложного характера временной зависимости сопротивления усталости от частоты циклического нагружения возникают трудности при разработке (на основе высокочастотного нагружения) ускоренных способов определения характеристик усталости. Тем не менее использование методов высокочастотного деформирования, по нашему мнению,— наиболее перспективный подход в решении задач ускоренного определения характеристик усталости. Это утверждение основывается на следующем сравнении различных способов ускоренных усталостных испытаний. [c.335]

Показана перспективность разработки способов ускоренных усталостных испытаний на основе высокочастотного циклического нагружения, особенно способов сравнительных усталостных испытаний, проводимых с целью оперативного установления оптимального значения параметра материалов, деталей или процессов, от которого зависит сопротивление усталостному разрушению. [c.435]

Гипотезы суммирования усталостных повреждений, отраженные в кривых усталости, полученных при испытании деталей на стенде, позволяют судить о сроках их службы в соответствующих условиях эксплуатации. На МАЗе накоплен опыт оценки эксплуатационной долговечности конструкции, разработаны стенды и методики ускоренных усталостных испытаний. [c.227]

Существующие методы ускоренных усталостных испытаний 2, 3, [c.174]

УСКОРЕННЫЕ УСТАЛОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕОРИИ УСТАЛОСТНЫХ РАЗРУШЕНИИ [c.6]

Это позволяет для ускорения усталостных испытаний в указанных условиях повышать частоты до 200—300 Гц, что существенно сокращает время испытаний. При снижении частоты испытаний в этих же условиях с 50 Гц (3000 циклов в минуту) до 6—8 циклов в минуту пределы ограниченной выносливости снижаются в среднем на 10%, а долговечность в 4—8 раз. [c.126]

Поэтому можно добиться того, что в сталях, идущих на изготовление автомобильных кузовов, предел выносливости никогда не будет превышен и, как следствие, долговечность конструкции будет неограниченной. Но выполнение этого на практике приводило бы к утяжелению конструкций, поэтому необходимо рассматривать изделия, рассчитанные на ограниченный ресурс. В действительности конструкции кузова испытывают путем ускоренных усталостных испытаний наиболее ответственных элементов конструкций. [c.132]

Для ускорения усталостных испытаний ленты помимо рассмотренных выше тихоходных стандартных машин был разработан и изготовлен испытательный стенд [56]. На стенде можно исследовать [c.17]

Установка для контактно-усталостных испытаний шеек коленчатого вала двигателя ЯМЗ-240, которые являются беговыми дорожками опорных роликоподшипников качения, позволяет испытывать отсеки коленчатого вала с беговыми дорожками (рис. 1157) [. 106]. Ускорение испытаний обеспечивается увеличением удельных нагрузок на исследуемый отсек путем удаления части роликов из обоймы роликоподшипника, смонтированной в средней опоре., [c.278]

Предложена машина для контактно-усталостных испытаний, машина для исследования пар качения, стенд для испытаний подшипников качения, установка для испытания подшипников и твердых смазок в вакууме, катковый стенд для ускоренных испытаний моторных тележек железнодорожного подвижного состава, катковый стенд для испытания колесных пар рельсового подвижного состава. [c.279]

ЦИКЛОВ С использованием соответственно пересчитанных механических характеристик материала. Предположим, что рассматриваемый слоистый композит содержит начальную поперечную сквозную трещину длиной 2а. Тогда первые несколько циклов нагружения при заданных отношениях напряжений и амплитуды максимального напряжения не приведут к существенным изменениям напряженного состояния у кончика трещины. Последующее длительное воздействие циклической нагрузки вызовет изменения в матрице, волокнах и поверхности раздела. Этот процесс описывается уравнениями (2.6), (2.7). Наступает момент, когда характеристики жесткости и прочности композита изменяются настолько, что появляется возможность распространения трещины в наиравлении нагружения, как показано на рис. 2.27. Вначале рост трещины устойчив — это было показано ранее. Следовательно, геометрия образовавшейся трещины такова, что материал еще может безопасно подвергаться дальнейшему нагружению. При этом продолжается уменьшение модулей упругости и прочности, что, вероятно, вызывает ускорение роста трещины. В конечном итоге после многократного повторения циклов нагружения свойства материала ухудшаются настолько, что при амплитудном значении напряжения трещина прорастает катастрофически и наступает усталостное разрушение. Однако следует иметь в виду, что в результате действия механизмов, тормозящих разрушение, как в случае слоистого композита со схемой армирования [0°/90°] , усталостное испытание может закончиться разрушением образца вследствие падения его прочностных свойств. В процессе усталостного нагружения могут, кроме указанного, проявиться и другие механизмы разрушения, такие, как разрушение волокон в окрестности кончика трещины из-за высокой концентрации напряжений. За этим может последовать распространение поперечной трещины, как показано на рис. 2.31, или межслойное разрушение (расслоение) вблизи надреза (рис. 2.16), или вдоль свободных кромок образца (рис. 2.17). В любом из этих случаев развитие процесса разрушения поддается предсказанию. Получив количественную оценку протяженности области разрушения (определяемой как а или а), можно установить соотношения da/dN или da/dN и сравнить их с экспериментальными данными. [c.90]

Оценка усталостных характеристик ускоренными методами испытаний [c.75]

Таким образом, В. С. Ивановой [81, 82] были обоснованы и разработаны ускоренные методы усталостных испытаний, которые получили самое широкое распространение и в исследованиях поведения материалов в условиях низких температур. [c.53]

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]

Влияние концентраторов напряжений на точность ускоренных методов усталостных испытаний оценивается на шлифованных образцах с концентратором напряжений в виде кольцевого выступа с различными соотношениями диаметра и ширины концентратора, радиусного надреза с различными радиусами и V-образного надреза с различными углами профиля. Образцы испытывали на машине НУ в условиях чистого изгиба. [c.74]

В последнее время для определения расчетных характеристик, а также при изучении влияния конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов на сопротивление усталости материала и деталей широко внедряются форсированные и ускоренные методы усталостных испытаний. [c.91]

Большое количество разнообразных ускоренных методов усталостных испытаний предназначено для определения среднего значения предела выносливости без учета его рассеяния, что является недостаточным для оценки сопротивления разрушению в статистическом аспекте. [c.180]

Помимо расчетов на долговечность, истинные закономерности накопления усталостных повреждений по мере нагружения могут быть эффективно использованы еще и при разработке методик ускоренных ресурсных испытаний конструкций и построении для них кривых и поверхностей усталости. Пусть, например, требуется оценить число циклов до разрушения Ni на уровне напряжений Oi, когда этот уровень относительно низок, а число Ni настолько велико (рис. 2.6, а), что довести испытание на этом [c.21]

Возможность пересчета величин накопленных усталостных повреждений, соответствующих различным по интенсивностям воздействия процессам нагружения, позволяет проводить ускоренные ресурсные испытания металлоконструкций на специальных стендах и полигонах и использовать их результаты для оценки ресурса. [c.187]

При ускоренных ресурсных испытаниях на стенде или полигоне меры усталостного повреждения ( i, Сг.....с ) [c.187]

В заключение следует отметить, что, конечно, при построении полной кривой усталости для конкретного металлического материала не все переходные области должны четко появиться в виде перегибов или разрывов (ступенек), поскольку, как было показано выше, их появление зависит от многих факторов. Но возможность существования переходных области областей на отдельных участках полной кривой усталости следует иметь в виду при некоторых ускоренных методах определения предела выносливости, когда предполагаемая экстраполяция может привести к ошибочным результатам. Это также важно для усталостных испытаний со случайным спектром нагружения, когда применяются гипотезы суммирования усталостных повреждений. [c.28]

При ускоренных испытаниях должен изменяться лишь масштаб времени при развитии повреждения, а не закономерности самого развития, так, включение в режим усталостных испытаний нагрузок, вызывающих пластические деформации даже в микрообъемах, составляющих область появления трещины, приводит к нарушению закономерностей развития усталостных явлений. [c.166]

В связи с постоянно возрастающими требованиями к машинам в отношении надежности для машиностроительных предприятий, выпускающих серийную продукцию, весьма важным является контроль качества выпускаемых изделий. Предлагаемые ускоренные методы испытаний могут быть использованы для быстрого выборочного контроля усталостной прочности выпускаемой продукции наряду с испытаниями при возрастающей нагрузке. В отличие от последних ускоренные испытания можно проводить на обычных испытательных машинах без программирующих устройств. [c.187]

Таким образом, применение диаграммы предельных напряжений позволяет оценить запас прочности натурных деталей при наиболее вероятных значениях коэффициентов динамических перегрузок от О до 0,5. Ускоренные испытания, проводимые на основании энергетической теории В. С. Ивановой, дают достаточно точные результаты и позволяют значительно сократить продолжительность усталостных испытаний деталей. Применение методов математической статистики для обработки результатов натурных испытаний обеспечивает значительно большую надежность и точность оценки прочности литых деталей тележек грузовых вагонов. [c.410]

Ультрафиолетовое излучение применяют также для ускоренного способа усталостных испытаний конструкционных материалов. Так, например, фирма Дженерал моторе создала экзоэлектронный эмиссионный метод, основанный на электронном излучении металла при одновременном воздействии деформации и ультрафиолетового облучения. Метод позволил безошибочно обнаружить будущий очаг усталостного разрушения алюминиевых образцов при наработке менее 1 % усталостного ресурса. Критическая часть образца облучалась сканирующим интенсивным пучком УФ-излучения. Одновременно измерялась экзоэлектронная эмиссия, служившая критерием утраты усталостной долговечности. [c.582]

Для случая, когда усталостные испытания ставят своей задачей только выявление предела выносливости (нижняя часть кривой выносливости), предложен ряд ускоренных методов. Часть из них основана на резком изменении некоторых физических свойств металла при достижении предела выносливости. Отметим комбинированные методы, заключающиеся в постепенном (ступенчатом) увеличении нагрузки на образец до момента отклонения от прямолинейной зависимости в изменении его температуры и деформации (прогиба), я также крутящего момента и мощности на валу привода мащины, регистрируемых по показанию приборов. Эти ускоренные методы определения предела выносливости применимы только для мягких углеродистых сталей. [c.65]

Наиболее простой метод заключается в уплотнении испытаний по времени — в сокращении холостых ходов и простоев, в круглосуточной непрерывной работе изделия и т. п. Однако использовать этот простой метод ускорения испытаний можно только после анализа влияния перерывов в работе изделия на интенсивность процесса разрушения. Здесь могут встретиться различные случаи. Например, увеличение частоты циклов нагрузки при усталостных разрушениях в большинстве случаев не влияет на конечный результат, в то время как при изнашивании деталей наличие перерывов в работе может как увеличивать износ (например, при [c.502]

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]

Б данной работе предлагается метод проведения ускоренных усталостных испытаний при реалиаации матрицы планирования и поиске оптимального или треб,уемого уровня долговечности. [c.174]

Предел усталости при кручении сварных соединений на 12% ниже предела усталости основного металла. Таким образом, остаточные напряжения, возникшие вследствие термического цикла сварки трением, меньше влияют на усталостную прочность сварных соединений при кручении, чем при изгибе. Эти результаты согласуются с даиными исследований И. В. Кудря/вцева. Для определения заоисимости усталостной прочности сварных соединений от масштабного фактора образцы 0 12, 20, 30, 40 мм из стали 45 были подвергнуты ускоренным усталостным испытаниям. [c.188]

Оценку влияния масштабного фактора на точность методов ускоренных усталостных испытаний производили на гладких шлифованных образцах из стали марки 45 диаметром 8 и 12 мм с чистотой рабочей поверхности, соответствующей 8-му классу. Образцы испытывали на машине УКИ-ЮМ при изгибе с вращение.м (п = 3000 об1мин). [c.74]

Мощность, передаваемая лучом ультразвука, может быть сконцентрирована путем фокусировки, например, направлением волны вдоль перевернутого рупора или конусообразного куска металла. Таким путем можно ползпшть весьма мощные высокочастотные колебания, которые могут быть использованы для проведения ускоренных усталостных испытаний. [c.127]

Ультрафиолетовое излучение применяют также для ускоренного способа усталостных испытаний конструкционных материалов. Так, например, фирма Дженерал моторе создала экзоэлектронный эмиссионный метод, основанный на электронном излучении металла при одновременном воздействии деформации и ультрафиолетового облучения. Метод позволил безошибочно обнаружить будущий очар усталостного разрушения алюминие- [c.175]

С повышением уровня напряженности ослабевает корреляционная связь между усталостной долговечностью и огв, но усиливается влияние От. Поэтому при выборе материала с определенными механическими свойствами для ускорения процесса испытания нельзя идти по пути значнтельногр повышения уровня действующих напряжений. [c.111]

Представление об интерференция вош напряжений, возникающих в образце, позволило объяснить результаты некоторых усталостных испытаний. Суммирование колебаний различных частот и амплитуд является причиной перегрузки отдельных объемов. материала образца и зарождения первичных субмикроскопических трещин при переменном агружении. Снижению сопротивления усталости стали при двухчастотном нагружении способствует локализация пластической деформации и более интенсивное накопление искажений кристаллической решетки, а также ускоренное распространение усталостных трещин. [c.180]

Таким образом, только при разработке способов ускоренных испытаний на основе высокочастотного циклического нагружения можно достичь прямой реализации двух из трех указанных выше факторов, определяющих усталостный процесс, т. е. достичь наиболее полного моде.лироваиия его в ограниченное время. Этим определяются потенциальные возможности высокочастотных усталостных испытаний при разработке способов ускоренного определения характеристик усталости материалов. Реальные возможности и преимущества таких испытаний изучены еще но в полной мере. Однако ясно, что весьма перспективно для практики применение высокочастотного циклического нагружения для сравнительных [c.335]

Натурные усталостные испытания изделий, например таких, как вновь создаваемые самолеты, чрезвычайно дороги. Такие испытания обычно являются ускоренными испытаниями, режим проведения которых рассчитывается так, чтобы за время испытаний от 6 до 12 месяцев моделировались реальные эксплуатационные воздействия за 10 или более лет. Испытания, моделирующие нарру-жение в полете отдельных частей самолета, на современных испытательных машинах могут быть проведены за 1—2 недели или даже быстрее. [c.295]

Анализ ускоренных методов испытания на усталость. Статистические исследования на ЭВМ ускоренных методов испытаний на усталость проводят по методике, изложенной ранее с использованием для вычисления разрушающего напряжения простого линей г кого су1имирования усталостных повреждений. [c.106]

В установке для усталостных испытаний система обратной связи, близкая к описанной, используется для подстройки задающего генератора при уходе собственной частоты [17]. Ряд систем управления виброиспытаниями при учете нелинейности объекта разработан коллективом Института кибернетики АН УССР. При многогармонических воздействиях осуществляется управление по отфильтрованной первой гармонике ускорения, перемещения нелинейного объекта или тока в катушке. При воздействии белого шума колебания в отдельных полосах частот на входе нелинейного объекта корректируются с помощью ЭВМ [14]. В отличие от схем автоматического регулирования схемы широкополосной коррекции частотных характеристик вибростенда имеют определенное преимущество при полигармонических испытаниях [12]. [c.42]

В табл. 6 широко представлены портативные вибраторы. В последние годы область их применения значительно расширилась в связи с повышением чувствительности виброизмерительной аппаратуры. Вибраторы типов 101, 201, 202, 203, V 50Мк1, 401 (поз. 1—4, 8, 9, табл. 6) обладают хорошими техническими характеристиками, их применяют как для общего вибрационного анализа, так и для усталостных испытаний конструкций и деталей при высоких ускорениях, а также для испытаний на надеж- < р ость коммутирующих устройств и электронного оборудования. [c.71]

Усталостные испытания, как правило, требуют большого количества образцов и соответственно больших затрат времени. Поэтому, где это возможно, заменяют длительные испытания ускоренными. В настоящее время для ускоренного определения предела выносливости предложены методы Про, Эномото, Локати и др. [c.16]

Режим ускоренных испъгганий должен быть выбран так, чтобы в эксплуатации (за весь ресурс) и при испытаниях имел место один и тот же условный запас усталостной прочности Пуст, определяемый следующим образом если фактический уровень динамических напряжений во всех лопатках компрессора ГТД, на всех режимах его работы (пусковых и стационарных) увеличить в Пуст раз, то к концу его ресурса (или к моменту окончания ускоренных испытаний) в некотором количестве лопаток (хотя бы в одной) будет достигнуто "опасное состояние. За опасное состояние лопатки принимается наличие в ней макроскопической усталостной трещины заранее заданной длины I -= /к. При этом следует иметь в виду, что, поскольку ГТД может считаться успешно прошедшим ускоренные ресурсные испытания только в том случае, если к концу их в лопатках компрессора не обнаруживается вообще никаких усталостных трещин, упомянутый запас усталостной прочности должен быть существенно большим единицы. Поэтому в настоящей работе, когда говорится о появлении и росте усталостных трешин, речь идет не о лопатках компрессора фактического ГТД, а о лопатках воображаемого ГТД, у которого на всех режимах уровень динамических напряжений в Пуст раз больше, т.е. = п [c.557]

Основным требованием к испытаниям на коррозионную усталость является проведение их в условиях, максимально приближающихся к условиям службы металла в конструкциях. Не рекомендуется для ускорения испытаний применять среды, отличающиеся большой коррозионной активностью, так как это может изменить механизм развития коррозионно-усталостных процессов. Это относится и к виду нагружения, при котором проводят испытания. Возможно мягкое нагружение, когда в процессе всего испытания постоянными являются действующие напряжения и жесткое нагружение, ксгда в течение всего испытания сохраняется неизменной амплитуда де юрмации. [c.60]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...