Программное нагружение при усталостных испытаниях

ПРОГРАММНОЕ НАГРУЖЕНИЕ ПРИ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ [c.415]

Рис. 14.1. Общий вид (а) излома разрушенного при стендовых испытаниях стрингера центроплана самолета Ту-204 с отдельными участками излома в зонах зарождения усталостных трещин и (б) программный блок его нагружения на стенде

При нестационарных режимах нагружения возникают актуальные вопросы исследования закономерностей подобия усталостного разрушения натурных деталей и моделей. Поэтому для программных машин обеспечение возможности испытаний натурных деталей или их моделей с воспроизведением эксплуатационных факторов (например, среды, температуры и т. д.) имеет большое значение. [c.57]

Силовое замыкание упругой системы машины осуществляют с помощью траверсы 8 и колонны 9. Нагрузки измеряют динамометром 6. В качестве возбудителей динамических перемеще-ПИЙ (10 и 11) использованы кривошипные механизмы с регулируемым на ходу эксцентриситетом, В процессе изменения амплитуды задаваемых перемещений специальный механизм возбудителя обеспечивает постоянство фазового угла. Возможность независимого управления амплитудой динамических перемещений каждого возбудителя позволяет проводить усталостные испытания в условиях двухосного напряженного состояния при программном нагружении. [c.24]

Были проведены также усталостные испытания при программном нагружении, т. е. при систематической смене уровня цикли- [c.163]

При выборе метода для исследования неупругости металлов в связи с изучением закономерностей их усталостного разрушения необходимо ориентироваться на выполнение следующих условий. Исследования должны проводиться непосредственно в процессе испытаний на усталость при одних и тех же частотах и режимах нагружения. Метод должен позволять проводить исследования при стационарных и программных режимах нагружения при различных видах напряженного состояния. [c.99]

Определение длительности роста усталостных трещин по данным фрактографии связано с установлением связи между величиной шага усталостных бороздок и приростом трещины в цикле нагружения. Прирост трещины может быть охарактеризован в процессе усталостных испытаний двумя способами программными испытаниями при изменении уровня номинальных напряжений с определенной периодичностью или регулярностью или испытаниями в стационарном режиме нагружения путем измерения приращения длин трещины за определенное число циклов нагружения с последующим расчетом скорости роста трещины (прирост трещины за цикл нагружения Д//АЛ ). [c.191]

Применительно к лабораторным образцам прямоугольного сечения многочисленными исследованиями показано, что фиксируемая по боковой поверхности образца скорость роста трещины может либо совпадать с величиной шага усталостных бороздок, либо вообще ей не соответствовать или устойчиво совпадать при скоростях dl/dN>B. При этом программными усталостными испытаниями показано, что каждая усталостная бороздка формируется за цикл приложения нагрузки — т. е. истинное продвижение трещины в цикле нагружения соответствует формированию усталостной бороздки, а ее величина не совпадает с формируемым при этом средним приращением трещины за цикл нагружения по боковой поверхности образца. В тех случаях, когда необходимо восстановить скорость роста трещины по наружной поверхности образца прямоугольного сечения или детали в области шага усталостных бороздок менее ба, эта задача может быть решена из следующих представлений. [c.330]

При эксплуатации автомобиля его узлы и детали подвержены случайным нагрузкам. Методами теории вероятностей и математической статистики, используя современную исследовательскую аппаратуру, можно, выделив типичные условия эксплуатации, определить для них нагрузочные режимы наиболее ответственных деталей. Полученные таким образом нагрузочные режимы воспроизводят при полигонных испытаниях. Следует иметь в виду, что в условиях полигона большое значение имеет последовательность проведения испытаний в различных условиях. Чтобы приблизить условия испытаний автомобиля на полигоне к условиям эксплуатации, необходимо эти испытания проводить повторными циклами подобно тому, как разбивают на блоки процесс нагружения при стендовых программных усталостных испытаниях (см. гл. V). [c.56]

Для расчета деталей на усталость при нестационарном их нагружении надо иметь не только кривые усталостной прочности, но и характеристики поведения материала при заданных нестационарных условиях нагружения. Эти характеристики могут быть получены в результате исследований материала при программном его нагружении. Осуществление программы нагружения, соответствующей действительным режимам работы деталей, за исключением редких случаев, почти невыполнимо, поэтому испытания проводятся по упрощенным программам. Исследования усталости при таких программных нагружениях позволят в дальнейшем уточнить закономерности изменения прочностных свойств и методы расчета деталей при нестационарном нагружении. В настоящее время в расчетах принимается простое линейное суммирование повреждения, выражаемое равенством [c.328]

По ряду причин, в том числе экономического и технического характера, программные испытания натурных деталей не всегда возможны или могут быть проведены лишь в ограниченном объеме. Поэтому возникает необходимость разработки методов, позволяющих производить оценку характеристик сопротивления усталости деталей по результатам испытаний образцов. В области усталости при стационарных режимах нагружения такие методы основаны иа изучении закономерностей подобия усталостных разрушений в связи с эффектом концентрации напряжений, неоднородности напряженного состояния и величины напрягаемых объемов, с привлечением статистических представлений о природе усталостных явлений [4, 5, 18, 30]. Возможность применения этих закономерностей в условиях нестационарной нагруженности в достаточной мере не проверена и представляет одну из основных задач программных испытаний. [c.40]

При обосновании специальных требований, которым должны удовлетворять только машины для программных испытаний на усталость, следует, очевидно, исходить из того, какие цели преследуют такие испытания. В г,л. I показано, что основной задачей программных испытаний на усталость в конечном счете является изучение закономерностей сопротивления усталости при нестационарных режимах нагружения. В большинстве случаев взаимное распределение экстремальных значений эксплуатационных нагрузок деталей носит случайный характер, поэтому, естественно, возникает вопрос о необходимости воспроизведения при программных испытаниях случайного чередования нагрузок и заменил его более простым, но эквивалентным (по степени вызываемого усталостного повреждения) случайному. [c.54]

На рис, 46 представлена схема многоканальной системы управления нагружением. Наличие отдельных следящих систем по каждому каналу обеспечивает возможность независимого управления десятками каналов с помощью мини-ЭВМ при удовлетворении требований к точности и скорости нагружения. ЭВМ с помощью программных и аппаратных средств выполняет не только функцию формирования программ нагружения, но и функцию контроля фактического выполнения этих программ. Для хранения большого числа программ и архива испытаний управляющая ЭВМ должна обладать внешней памятью на магнитных дисках 9 (или на магнитном барабане). Структура системы универсальна она позволяет воспроизводить нагрузки, максимально приближенные к эксплуатационным, проводить в любой заданной последовательности усталостные и статические испытания. [c.55]

I. Однако такой подход противоречит результатам стендовых испытаний с программным и случайным нагружением. Согласно программным испытаниям образцов с блоками, содержащими ступени как выше, так и ниже предела выносливости, доказано, что нагрузки ниже предела выносливости до определенного предела также участвуют в накоплении усталостных повреждений. Аналогичная картина наблюдается и при случайном нагружении. [c.123]

Было установлено, ч о влияние отрицательной асимметрии цикла нагружения на вид функции /(/ ) может быть определено по результатам программных испытаний и сопоставления шага усталостных бороздок при пульсирующем [c.162]

При проведении программных стендовых испытаний основой является разработка схематизированной программы, эквивалентной по усталостному повреждению реальному эксплуатационному процессу нагружения. Известно, что в эксплуатационном процессе нагружения детали изменения напряжений и нагрузок носит случайный характер. Если измерить нагрузки на деталь при движении автомобиля на участке дороги протяженностью 100— 500 м с постоянной скоростью, то анализ полученного процесса, как правило, показывает, что он является нормальным стационарным случайным процессом и плотность вероятности распределения амплитуд этого процесса может быть получена по известной зависимости [c.191]

Рамаботана приставка [165] для программного нагружения микрообразцов при усталостных испытаниях с автоматической записью диаграммы. Приставка (рис. 104) состоит из программной кассеты с набором разных масс, нополнительного привода и задающей временной программы. В программной кассете 1 с внутренними уступами можно разместить шесть и более разных масс 2. Через планку 3 и подающие винты 4 кассета связана с исполнительным приводом, расположенным на общей плите с установкой для [c.185]

Фирма MTS (США) выпускает универсальные гидравлические и гидрорезонансные испытательные машины различной мощности — от 0,1 до 5 Мн (от 10 до 500 тс), предназначенные для проведения испытаний на статическое растяжение, сжатие и изгиб, на малоцикловую усталость, кратковременные или длительные испытания на ползучесть, усталостные испытания при постоянной амплитуде с различной формой цикла (синусоидальная, треугольная, трапецевидная и др.), усталостные испытания с программным изменением ам плиту-ды, среднего уровня напряжений и частоты, а также с изменением указанных параметров по случайному закону. Кроме того, машины оборудованы системой обратной связи и могут воспроизводить эксплуатационный цикл нагружения, записанный на магнитофонную ленту или перфоленту. При усталостных испытаниях всех видов осуществляют регистрацию скорости роста трещин, накопления усталостных повреждений и пластических деформаций и оценивают чувствительность металла к концентрации напряжений по динамической петле гистерезиса. Частота циклов может изменяться от 0,0000 1 до 990 Гц. Особенность компоновки машин этой фирмы — разделение на отдельные независимые блоки исполнительного, силозадающего и програм-мно-регистрирующего агрегатов. [c.206]

Peзyльтatы статистической обработки испытаний надрезанных образцов показали, что наличие концентрации напряжений не меняет качественной картины усталостного разрушения при программном нагружении гладких образцов. [c.176]

Этот метод предусматривает определение предела выносливости металлов путем испытания одного (или лучше двух-трех образцов с последующим усреднением оценок предела выносливости) при ступенчатом увеличении нагрузки Он основан на гипотезе Паль-мгрена — Майнера о линейном характере накопления усталостных повреждений в материале при программном изменении нагрузки. По этой гипотезе степень повреждения материала пропорциональна отношению числа циклов нагружения при данном уровне напряжения 4i к долговечности при этом уровне напряжения в условиях постоян-k [c.74]

Универсальная гидрорезонансная усталостная машина марки ЦЛУ-30 предназначена для проведения испытаний конструкционных элементов и образцов материала на статическое или циклическое растяжение-сжатие, изгиб или кручение в условиях стабильного или программного нагружения [120]. Силовозбуждение машины — гидрорезоиансное, с роторным пульсатором, с автоматическим программным управлеиием. Машина работает с частотой от 4 до 3400 цикл/мин. При динамических нагрузках высокочастотных 0,2 Мн ( 20 тс) и низкочастотных 0,3 Мн ( 30 тс) амплитуда перемещений составляет 30 мм. Расстояние между захватами 0—2000 мм, между опорами при изгибе 100—1000 мм. Угол закручивания образца 0—18, крутящий момент 10—7200 Н-м (1— 720 кгс-м). [c.192]

Использование характеристик сопротивления усталости, полученных при стационарных испытаниях, не может обеспечить высокой точности расчета на прочность деталей, работающих в условиях случайного нагружения — наиболее типичного для современных ответственных конструкций. Методы расчета деталей при нестационарной напряженности, разрабатываемые академиком АН УССР С. В. Серенсеном и его учениками, предполагают использование характеристик усталости, учитывающих влияние изменчивости величины действующих напряжений. Такие характеристики определяют с помощью программных испытательных машин, на которых исследуются закономерности накопления усталостного повреждения в зависимости от эксплуатационных, конструктивных и технологических факторов, определяются параметры вторичных кривых усталости, а также выясняются активные части спектра эксплуатационных напряжений. [c.3]

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]

Сопоставление числа циклов при программном нагружении круглых образцов из алюминиевых сплавов с числом усталостных бороздок показало, что не для всех сплавов удается однозначно выявить усталостные бороздки [220]. Начало формирования усталостных бороздок в исследованных сплавах Д1Т и Д16Т связано с величиной щага усталостных бороздок 0,1 мкм, а в сплаве АВТ — с величиной 0,32 мкм. Предельная величина шага усталостных бороздок при переходе в область нестабильного роста трещины близка к значениям, полученным в испытаниях на воздухе. [c.285]

В этих целях проведены разработка и совершенствование программного обеспечения испытаний, моделирующих циклические нагрузки, вызываюхцие стресс-коррозионное повреждение газопровода, с регистрацией фактической истории нагружения при исследовании процессов накопления усталостных повреждений и повышения точности испытаний. [c.241]

Прогресс в области расчетной техники и применение ЭВМ открывают перспективу моделирования процесса развития трещины. Число испытаний при переменных нагрузках (программные нагру-я ения или случайные нагружения) можно сократить, заменив их испытаниями при постоянных нагрузках и моделирование с использованием ЭВМ. Полученные результаты легче статистически обрабатывать и обобщать на основании их можно предсказать накопление усталостного поврежденпя. [c.274]

Существует и несколько иная трактовка вопросов подобия усталостных разрушений [33], согласно которой предполагается, что относительное влияние размеров и формы образца и натурной детали на характеристики сопротивления усталости проявляется в равной или достаточно близкой степени как при стационарных, так и при программируемых режимах нагружения. Следовательно, зная закономерности накопления повреждений, установленные программными испытаниям образцов, можно определить усталостные характеристики деталей при заданных спектрах нагружения. Исходя из этих предпосылок рассмотрим схемы составле1ря программ испытаний образцов по спектрам амплитуд нагрузок детали. Параметры нагруженности и прочности детали обозначены индексом (1), а образцов — индексом (2) (индекс а , обозначающий амплитуду нагрузки, в последующем тексте опущен). [c.40]

Рассмотренные предпосылки составления режимов испытаний o6paafnoB, основанные на силовом подобии или подобии повреждающего воздействия спектра эксплуатационной нагружен-ности деталей и программного испытания образцов, не проверены достаточно экспериментом. Дальнейшее проведение про-гра1имных испытанийг позволит уточнить принципы моделирования и закономерности усталостных разрушений при нестационарном нагружении. . [c.44]

Данные испытаний, полученные ири программных режимах нагружения, были обработаны в соответствии с формулой (11.25). Результаты расчетов приведены на рис. 43 й в табл. 13. Из приведенных данных видно, что значения а для всех режимов нагружения отличаютс от единицы и изменяются в широких пределах. Такие большие отклонения от единицы обычно рассматриваются как результат несоответствия линейной гипотезы экспериментальным данным. При этом не учитывают рассеяния характеристик сопротивления усталостному разрушению отдельных образцов. [c.73]

Ширина линий усталости возрастает в направлении развития трещины, свидетельствуя об увеличении скорости роста трещины в результате приложения к образцу максимальной нагрузки. Первое пороговое значение шага усталостных бороздок, для которого Я = 1. соответствует первому наблюдаемому шагу усталостных бороздок. Применительно. к сплаву Д1Т (рис. 93) первый наблюдаемый шаг составил около 30 нм. Представленная фрактограмма свидетельствует о размерах шага 35, 47,5 и 57 нм. Следует признать, что устойчивое наблюдение усталостных бороздок во всех исследованных алюминиевых сплавах начинается при достижении величины их шага около 50 нм. Меньшие величины шага выявляются в отдельных зонах излома и не определяют основной механизм разрушения материала на всем фронте трещины. Наименьший шаг усталостных бороздок (25 нм) выявлен в сплаве АК6. Хотя в литературе при программных испытаниях описывают шаг усталостных бороздок в сплаве Д16Т вплоть до 15 нм, в опытах авторов данной книги минимальный шаг усталостных бороздок для указанного сплава составил 40 нм. Применительно к титановому сплаву ВТЗ-1 минимальный шаг усталостных бороз-док, начиная с которого выявлено соответствие циклов нагружения и шага бороздок, составил 30 нм. Необходимо подчеркнуть, что начиная с указанных значений минимального шага усталостных бороздок в изломе выявляли 25 или 24 усталостные бороздки, соответствующие 25 или 24 циклам нагружения. [c.197]

Для подтверждения правильности выбранного интервала значений шага усталостных бороздок с целью оценки показателя степени пь были проанализированы данные работы [166]. В результате программных испытаний образцов из алюминиевого сплава 2123—Т351 в интервале коэффициентов интенсивности напряжений 10—35 МПа м при пульсирующем цикле нагружения между шагом усталостных бороздок б и размахом коэффициента интенсивности напряжений было выявлено соотношение [c.255]

Таким образом, разработанная методика проведения испытаний и обработки данных эксперимента позволяет исследовать процессы накопления усталостных повреждений при сложном программном нагруженирг. Ее применение для исследования процессов накопления повреждений в условиях стресс-коррозии позволит определить критерии образования трещин при нагружении, характерном для эксплуатации, с учетом повреждаемости от коррозионного воздействия различных грунтов. [c.246]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...