Особенности ударных испытаний

Особенности ударных испытаний [c.182]

Определение надежности (испытание на удар). Для установления степени надежности материала необходимо определение сопротивления разрушению вязкому (Ор), хрупкому (Гв —7 н или Т ц) или вязкости разрушения (Ki ). Об определении Ki коротко говорилось ранее, об определении сопротивления разрушению при ударных испытаниях, получивших в особенности за последнее время широкое расиространение, скажем немного подробнее. Практически оказалось удобнее разрушать образец ударом при еш изгибе и фиксировать место разрушения надрезом). [c.80]

Для выбора материала бойка и наковальни применительно к условиям работы необходимо иметь данные, отражающие особенности ударно-абразивного изнашивания этих соударяющихся при работе деталей, между которыми находится абразив. Такие данные представляют методический интерес при организации испытаний на ударно-абразивное изнашивание. [c.87]

Наконец, следует отметить, что на хрупкость материала могут очень сильно влиять так называемые остаточные напряжения, которые могут получиться в материале при закалке, при холодной прокатке или при недостаточной температуре горячей прокатки, когда материал получает наклеп. Опытами на растяжение такие напряжения, как правило, не могут быть выявлены. Остаточные напряжения обычно связаны с возникновением объемного напряженного состояния в материале в связи с этим возможно хрупкое разрушение. Такие случаи встречались при изготовлении мощных двутавровых балок со сравнительно тонкими полками. В нашей практике был случай хрупкого разрушения двутавровой балки № 50 при сбрасывании ее на землю в морозный день. Результаты статических испытаний, химического и металлографического анализа показали, что материал как будто вполне доброкачественный. Лишь ударные испытания при различных температурах обнаружили резкую хладноломкость для образцов, вырезанных у края полки двутавра,— в наиболее наклепанном месте. Что касается влияния на хрупкость химического состава сталей, то ударная вязкость понижается, как это видно из таблицы 21, с увеличением количества углерода, т. е. с повышением предела прочности и уменьшением пластических свойств стали. Весьма неблагоприятно отражается на сопротивлении удару, особенно при низких температурах, наличие фосфора. Поэтому на практике при изготовлении материала для деталей, работающих на удар, всячески ограничивают примесь этого элемента. [c.533]

Другим способом оценки результатов ударных испытаний является определение переходной температуры, являющейся особенностью самого ударного испытания, но которую можно связать с критической температурой, характерной для известных условий службы данного материала. Часто в лабораторных условиях проводят промежуточные испытания крупномасштабных образцов с имитацией предполагаемых экстремальных условий службы. Предполагается, что кривые перехода в хрупкое состояние, полученные при этом, представляют наихудший из всех возможных случаев, и наихудшая переходная температура сравнивается с переходной температурой при ударных испытаниях надрезанных образцов. [c.17]

Ценную информацию о сопротивлении конструкционных материалов хрупкому разрушению можно получить при ударном растяжении цилиндрических образцов с кольцевыми треш инами. Такие испытания (особенно при низких температурах) — жесткие условия для деформирования материала. Результаты испытаний являются важными показателями работоспособности материала в экстремальных условиях его работы (высокие скорости нагружения, низкие температуры, предельно-острые концентраторы напряжений). Ударному растяжению цилиндрических образцов с надрезами уже давно уделяется значительное внимание [29, 39, 1491 при выборе материала для конструкций, предназначенных для работы в экстремальных условиях. Однако ударные, испытания цилиндрического образца с кольцевой [c.171]

Многие национальные спецификации стали основаны на опыте разрушения. Обы[чно учитывается только качественная сторона без указания особенностей проектирования конструкций. Так, например, во многих случаях листы толщиной <12,7 мм подвергаются менее строгому контролю значений энергии разрушения ударном испытании, химического состава результатов снятия напряжения. [c.217]

Ограничения концепции переходной температуры при испытаниях по Шарпи. Этот подход, успешно применяемый для установления уровня динамического сопротивления некоторых стальных деталей, имеет несколько недостатков, вытекаюш их из основных особенностей метода испытания на ударную вязкость по Шарпи. [c.302]

Естественно, технологические процессы на металлургических заводах и отношение к контролю вязкости стали с дефектами широко изменялись в различных странах. В США производительность и технологические процессы изготовления стали стремились сохранить стабильными, поэтому было, естественно, сопротивление к разного рода изменениям. В технологических процессах производства конструкционной стали стремились к полному раскислению, повышению содержания углерода, уменьшению процента марганца. В большинстве конструктивных спецификаций подчеркивалась важность прочностных характеристик стали, и некоторое беспокойство вызывала вязкость ее при наличии дефектов. Металлурги были не расположены к каким-либо дополнительным испытаниям, и в особенности к ударным испытаниям образцов с надрезом из конструкционных сталей. Они объясняли это тем, что по принятой технологии изготовляли дешевые стали, вполне [c.390]

Такой веревочный тормоз во многих случаях является причиной существенных погрешностей и часто приводит в негодность отсчет-ное устройство. Кроме того, при массовых испытаниях он требует от работающего значительной затраты физической силы. Поэтому практически веревочным тормозом обычно не пользуются, а маятник, который, опускаясь, прошел вертикальное положение, подхватывают и доводят до начальной высоты. Работа при этом ускоряется и значительно облегчается труд обслуживающего персонала, особенно при испытании образцов с малой ударной вязкостью. Подъемная рамка, опирающаяся на храповики, позволяет менять запас энергии в пределах 1—30 кгс-м (9,80—294 дж). [c.157]

Широко используют ударные испытания и в других отраслях промышленности, а также для контроля состояния металла, изменяющего (ЗОИ свойства в процессе эксплуатации. Такие испытания предусмотрены во всех правилах котлонадзора, особенно для случаев работы в условиях, способствующих изменению свойств материала во времени (температурное воздействие, вибрация, действие агрессивных сред и т.п.). [c.15]

Практически веревочным тормозом обычно не пользуются, а при взлете маятника, прошедшего при обратном качании положение равновесия, его подхватывают рукой и доводят до начальной высоты подъема. Работа при этом ускоряется и значительно облегчается труд работников, особенно при испытании образцов с малой ударной вязкостью. [c.195]

Для правильного выбора и рационального использования металла, идущего на ответственные детали машин, например части быстроходных турбин или авиамоторов, подвергаемых в процессе эксплуатации многократным повторным и повторно-переменным нагрузкам, недостаточно знания тех механических характеристик, которые определяются при статических и ударных испытаниях. Известны многочисленные случаи разрушения отдельных деталей при многократных, циклических, особенно знакопеременных нагрузках, еще до наступления предела текучести. При этом характерным являлось то, что разрушения не сопровождались заметными пластическими деформациями. Такое явление разрушения металлов под действием циклических (повторных и повторно-переменных) нагрузок принято называть усталостью. [c.194]

Ввиду того, что одним из основных назначений ударных испытаний является выявление склонности материала к хрупкому разрушению, при этих испытаниях стремятся к такому способу приложения нагрузки, при котором растягивающие напряжения и деформации были бы достаточно велики. Поэтому мягкие способы нагружения, кручение и в особенности сжатие мало подходят, и для этой цели применяют растяжение или изгиб. Изгиб при ударных испытаниях имеет ряд методических преимуществ перед растяжением более простое и надежное измерение работы и большая простота проведения испытания, особенно при высоких и низких температурах [1]. [c.164]

Повышенная- чувствительность вязкости вообще, а вязкости надрезанного образца в особенности определяет целесообразность измерения при ударных испытаниях именно вязкости, а не пластичности. С другой стороны, при установлении связи между ударной вязкостью и структурными изменениями в металле не следует упускать из виду сложную механическую природу ударной вязкости [11]. [c.168]

Применение ударной вязкости в качестве характеристики конструкционной прочности материала следует связывать с условиями работы деталей, материал которых подвергается ударным испытаниям. Известны многочисленные случаи, когда материал с малым значением % работал в очень ответственных конструкциях (при отсутствии ударных нагрузок, перекосов и т. п.). Например, азотированные по всей поверхности коленчатые валы авиационных моторов. В то же время для других условий работы деталей (например, при значительных ударных или статических перегрузках, особенно заданных смещением или деформацией) ударные испытания приобретают большое значение, так как косвенно оценивают способность материала к местной неравномерной пластической деформации. Известно, что при статическом изгибе призматического образца с надрезом из малопластичного материала на диаграмме изгиба при переходе через максимум наблюдаются так называемые срывы нагрузки (см. гл. 18). А. М. Драгомиров установил близкое соответствие между количеством срывов на диаграмме статического изгиба и числом кристаллических участков хрупкого разрушения на изломе образца [7], эта закономерность проявляется и при ударном изгибе. [c.172]

Сравнительное испытание многократным ударом натурных сварных узлов вагонных конструкций применяют в ЦНИИ Министерства путей сообщений для определения возможности внедрения в вагоностроение сталей новых марок [151]. Наиболее ответственным узлом для испытаний считают пятниковый узел рамы современного четырехосного вагона. Этот узел состоит из сопряжения хребтовой балки со шкворневой. В эксплуатации он испытывает нагрузку различного вида (особенно ударную) и от качества этого узла по существу зависит безаварийная работа рамы вагона. Испытанию подвергают натурный образец (рис. 124) [151], который представляет собой участок хребтовой балки из двух двутавров длиной 3 м, сопряженный с коротким участком коробчатой шкворневой, балки. В центре их сопряжения прикрепляют болтами типовой вагонный пятник. [c.235]

Испытания показали, что твердый раствор, образуемый фосфором с железом, значительно отличается от твердых растворов З и Мп с железом. В то время как 51 и Мп при добавке к железу даже до 1 /о повышают твердость и прочность и не снижают пластичности, добавка Р резко снижает пластические свойства железа и стали и особенно ударную вязкость. При содержании Р в количестве 0,1 — 0,2<, д в металле замечается хрупкость, особенно при низких температурах (ка морозе). Хрупкость при низких температурах называют в практике хладноломкостью. [c.137]

Последнее объясняется тем, что стальные изделия, как правило, подвергаются при работе значительно более сложным условиям нагружения по сравнению с теми, которые воспроизводятся при обычных испытаниях на растяжение и удар. Между тем характер нагружения и вид возникающего напряженного состояния стали коренным образом могут изменять свойства металлов. Например, показатели сопротивления деформированию (а , а , пластичности (8, ф) и особенно ударная вязкость а ) изменяются в широких пределах в зависимости от наличия надрезов, скорости нагружения, размеров образцов и т. п. [c.296]

Поэтому пластичность и особенно ударная вязкость наплавленного металла при низких температурах испытаний выше, чем при сварке в углекислом газе. [c.27]

Методические особенности проведения испытаний при повышенной или пониженной температуре описаны в гл. И. Результаты исследования механических свойств материала при растяжении и сжатии, а также предела прочности при статическом изгибе и срезе, твердости и ударной вязкости для температур от —60 до 300" С приведены в табл. 46, 47. [c.66]

Значительный интерес с точки зрения повышения прочности кон трукций представляют ударные испытания образцов, составленных из ряда отдельных пластин, и образцов, имеющи.х форму бруса равного сопротивления изгибу. Работа разруше иия составных образцов, скрепленных между собой по концам, значительно повышается с увеличением числа пластин. Особенно хорошие результаты получаются, если в зоне сжатия находятся твердые пластины, а в зоне растяжения — мягкие. Для разрушения стального образца, составленного из 5 пластин, требуется в 2—3 раза большая работа. Для разрушения образцов из алюминиевых и стальных пластинок потребовалась работа, равная 10 кгм, в то вре-, тя как для разрушения равновеликих сплошных стальных образцов [c.17]

Ударная вязкость а зависит от температуры /, при которой производятся испытания. Для стали СтЗ график зависимости а от I показан на рис. XI.9. При понижении температуры а уменьшается. Существует интервал температуры когда а уменьшается особенно быстро. Этот интервал называется критическим интервалом температуры. [c.297]

Степень увеличения показателей пластичности различна при разных методах испытаний. Меньше всего она при прокатке на клин литых и деформированных сталей, больше — при более чувствительных испытаниях на растяжение и особенно на кручение. При динамических испытаниях (например, на ударную вязкость) различие в пластичности образцов деформированных и литых сплавов особенно велико. [c.506]

Поворот образца на 180°С после каждого удара оказывается наиболее неблагоприятным для ударно-усталостной прочности, особенно если к влиянию характера цикла добавляется влияние места приложения ударной нагрузки (лучше вести испытания по схеме чистого изгиба), i [c.258]

Склонность сталей к хрупкому разрушению была оценена по результатам испытаний на ударную вязкость образцов типа 1 по ГОСТу 9454—60 с разделением величины ударной вязкости на работы зарождения и распространения трещины. Если принимать за критерий перехода материала в хрупкое состояние работу распространения трещины ар = 2 кгс- м/ м , то результаты (рис. 14) свидетельствуют о том, что термическое упрочнение стали Ст. 3 вне зависимости от степени ее раскисленности приводит к значительному повышению прочностных и хладостойких свойств. Особенно существенно [c.44]

Особую остроту приобретает вопрос о критериях оценки поведения чугуна с шаровидным графитом в условиях ударной нагрузки. Можно считать очевидным, что ударная вязкость — сила сопротивлению разрушению при однократно приложенной ударной нагрузке — не выявляет особенностей чугуна и не дает количественной характеристики, которую можно было бы использовать при расчетах на прочность. Между тем повышенная циклическая вязкость дает основание считать, что циклическая нагрузка воспринимается большим объемом металла, в результате чего повышается надежность работы чугуна но сравнению со сталью. Эти положения проверены и подтверждены ЦНИИТМАШем на установке для испытаний ударно-циклической прочности материалов [261]. [c.208]

Применительно к условиям разнообразных ударных нагрузок, создающих особенно большие деформации амортизаторов, кривые сила-деформация (см. рис. VH.20) служат основным фактическим материалом для оценки динамических ударных жесткостей и механических потерь в элементах амортизаторов. При соответствующих испытаниях должно быть уделено надлежащее внимание определению остаточных деформаций и оценке изменяемости характеристик амортизатора при повторных нагружениях. [c.340]

Эти результаты и другие показали, что способность к поглощению энергии волокнистых композитов строго ограничена. В работе [26] по исследованию бороалюминиевых композитов указано на то, что поведение композита при ударе определяется упругим поведением волокон причем наличие связи между волокном и матрицей сильно препятствует поглощению энергии благодаря возможному появлению расслаивания и вытаскивания волокон. Влияние связи волокно — матрица на величину энергии, поглощенной в течение ударного испытания, исследовалось рядом авторов. В работе [20] изучалась ударная энергия по Изоду композитов, сделанных из углеродных волокон RAE тип 1 (высокомодульные) и тип 2 (высокопрочные) и двух типов смол. Адгезия между волокном и смолой для некоторых образцов была улучшена обработкой части волокон методом Харуэлла [1]. Экспериментальные результаты показывают, что для необработанных волокон, в особенности типа 1, значение анергии удара вьппе. [c.323]

Для дальнейшего уточнения принципиальных особенностей ударно-абразивного изнашивания были предприняты систематические лабораторные исследования, методическая особенность которых состоит в проведении сравнительной оценки результатов, полученных при ударе и скольжении по абразиву, для выявления специфики ударно-абразивного изнашивания. К настоящему времени получена огромная экспериментальная информация для различных материалов, и прежде всего технически чистых металлов, сталей в различном структурном состоянии и наплавочных материалов. Однако для ряда случаев нами проведены собственные систематические исследования абразивного изнашивания при скольжении с noMontbjp специально разработанного метода испытания. [c.66]

Результаты теоретических исследований, свидетельствующие о сложном характере реологического поведения материалов при высокоскоростном деформировании, полностью подтверждаются экспериментально. Особенности ударно-волнового нагружения металлов заключаются не только в высокой скорости деформирования и возможных структурных изменениях, но и в повышении температуры, которое особенно заметно при высоких напряжениях оь Оценки приращения температуры в ударных волнах по уравнениям состояния (см. гл. 2) дают следующие приращения температуры при 01 = 50 ГПа А7 = 400 С для Ее, 300 °С для Си и 170 °С для А1 при о, = 100 ГПа АГ = 1.5 10 °С для Ее, 1.3 103°С для Си и 3 10 °С для А1. Зависимость прочности металлов от скорости деформирования проявляется различным образом. Механические характеристики меди (отжиг) остаются неизменными при растяжении со скоростью е = 2 10 с (статические испытания) и высокоскоростной деформации со скоростью е =(5 10 —3 10 ) с [4]. Незначительное повышение условного предела текучести о. зарегистрировано в той же работе при таких же условиях испытаний для АМгб (отжиг) при растяжении и для АМгб в состоянии по ставки при сжатци. В то же время для твердой меди в пластической области отмечается повышение предела текучести примерно [c.178]

Основой для бракования материала или установления допустимых напряжений когло бы быть обнаружение и измерение дефектов (с, г), что практически является еще неразрешимой задачей (в особенности измерение г). Качество и ш1дежность материалов оценивают ударными испытаниями или критериями линейной механики разрушения. [c.10]

Еще мало даниых для того, чтобы характеризовать эти же изменения в составе и структуре через параметры линейной механики G , и К/ , однако установлено, что при понижении температуры изменяется пороговым образом. По имеюш,нмся неполным данным, изменения в составе п строении качественно так же влияют на как и на По- Тем не менее не всегда улучшение вязких свойств, определяемое по ударным испытаниям, ведет к повышению Указанное расхождение особенно было заметно при оценке влияния размера зерна. [c.25]

На ранней стадии исследования было выявлено, что одним из наиболее важных факторов является сопротивление разрушению конструкционного материала при испытаниях образцов с надрезом, особенно в условиях ударного нагружения. Это привело к созданию (60 лет назад) многочисленных методов ударных испытаний образцов небольших размеров, с надрезами различных типов (Изод, 1903 г. Шарпи, 1909 г.). Наиболее широкое распространение получило испытание образца по Шарпи с V-образным надрезом (рис. 1, а). Для выполнения этих испытаний было разработано и стандартизировано оборудование (ASTM, 1961 г. Британский институт стандартов, 1959 г.). Трудность таких испытаний состоит в том, что значение обычно измеряемой энергии разрушения произвольного образца при определенной температуре не может непосредственно быть использовано в инженерном расчете. Полученные результаты необходимо обработать с учетом различий в поведении материала, масштабного фактора и схемы нагру-л ения. [c.212]

Приведенные данные показывают, что чувствительность к трещинам при ударных испытаниях и анизотропия удельной работы разрущеиия для сплава 0Т4 мень-ще, чем для сплава 0Т4-1, особенно прн малых содержаниях водорода. Так, например, при 0,005% Нг удельная работа разрущеиия образцов, вырезанных вдоль направления прокатки, составляет 8,0 кгс-м/см для сплава 0Т4 и 5,43 кгс-м/см для сплава 0Т4-1. [c.438]

А. А. Попова и др. установлено, что изотермическая закалка значительно повышает характеристики пластичности и ударной вязкости ряда конструкционных сталей при сохранении ими достаточно высоких пределов упругости и текучести. Особенно возрастает сопротивление отрыву 5 ог и статическая прочность при испытаниях образцов с надрезами и перекосом благодаря большей стабильности структуры и способности к перераспределению напряжений. Оптимальные механические свойства достигаются изотермической закалкой при температурах нижней части второй ступени с образованием игольчатого троостита. Опыты А. И. Стрн-гулина и Ф. С. Коцин [60 показывают, что подвергнутые изотермической закалке в области низких температур (250— 300°) углеродистые стали имеют более высокие характеристики прочности пластичности Ь и особенно ударной вязкости [c.57]

Как показали исследования [3], оптимальная ширина гладкого образца для определения прочности при растяжении стеклопластиков равна 10 мм. Образец шириной менее 10 мм непригоден, так как в этом случае прочностные характеристики стеклопластмасс будут, при прочих равных условиях, заведомо заниженными. Сопротивление разрушению уменьшается из-за дефектов, возникающих в материале в процессе его механической обработки. Естественно, прочностные свойства стеклопластиков ими ослабляются относительно в большей степени, когда меньше объем или, при неизменной толщине, ширина образца. Нецелесообразно иметь образец и шириной более 10 мм, который крайне неудобен при изучении конструкционной прочности стеклопластмасс. Рост ширины гладкого образца неизбежно вызывает потребность в использовании захватов, термо- и криокамер повышенных габаритов. Однако громоздкие приспособления применять часто нельзя из-за ограниченности места для их размещения на испытательной машине или установке. В частности, постоянные динамометры, крепящие образец, для скоростных и ударных испытаний должны быть максимально облегченными в связи с особенностями нагружения и во избежание искажений от инерционных сил [4]. Как показано практикой, ширина гладкого образца для динамического растяжения не может превышать 10 мм. [c.9]

Как юказано в работе [2], при скоростном нагружении еще не возникает опасность появлений динамических искажений ввиду сравнительно малых скоростей нагружения и сглаженной формы импульса нагрузки а = onst. Однако при переходе к более высоким скоростям деформирования, осуществляемым при ударном нагружении, приходится учитывать ряд особенностей по сравнению с испытаниями металлов. Как известно [2], достоверность результатов ударных испытаний металлов зависит от строго аксиального приложения нагрузки, тщательности закрепления образца, отсутствия люфтов и т. п. Для стеклопластиков выполнить эти требования труднее вследствие необходимости закрепления образца за счет поверхностного трения. С другой стороны, было выяснено, что неточности приложения нагрузки при исследовании стеклопластмасс сказываются значительно меньше, чем для металлов, вследствие значительно меньшего модуля упругости стеклопластмасс. [c.73]

Свойства металлов после заверщения технологических операций, установленные при испытании образцов в лабораторных условиях. характеризуют качество металла, правильность 1Н соответстчие режимов проведенной обработки и, в известной мере, пригодность металла к службе. Однако численные значения этих свойств могут не соответствовать фактическим свойствам и поведению металла в конструкциях в различных условиях службы. Конструкция изделий (их размеры, форма, наличие ослаблений), ус-Товия нагружения (характер напряженного состояния, скорость и длительность приложения нагрузки, повторность ее приложения и т. д.), условия эксплуатации (температура службы, воздействие окружающей среды), а также протекающие в известных условиях в процессе хранения или службы явления старения оказывают значительное влияние на механические и, в особенности, ударные свойства стали. Рассмотрим влияние некоторых из этих факторов на ударную вязкость стали и возможные пути повышения стойкости изделий против ударного разрушения. [c.36]

Не производят также испытаний на ударную вязкость аустенитных стал ей, однофазных латуней и бронз, дуралюмина. Эти сплавы трудно перевести в хрупкое состояние и поэтому ударные испытания даже надрезанных образцое не выявляют новых свойств или особенностей структуры по сравнению с обычными статическими испытаниями. [c.115]

Виды и марки стали для изготовления резервуаров зависят от рабочих условий их эксплуатации, конструктивных особенностей, объема и районов их сооружения. Из углеродистых сталей обыкновенного качества по классу прочности 38 23 наибольшее применение имеет сталь марки ВСтЗсп5 с дополнительно гарантированной ударной вязкостью при температуре эксплуатации и испытанием на изгиб в холодном состоянии. Для корпусов и днищ резервуаров вместимостью менее 700 допускается применять кипящую углеродистую сталь марки ВСтЗкп2. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...