Испытание на выносливость осевыми нагрузками

ИСПЫТАНИЕ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ ОСЕВЫМИ НАГРУЗКАМИ [c.328]

Интерпретация эффективного коэффициента концентрации напряжений в испытаниях на изгиб. При определении уточненных значений эффективного коэффициента концентрации для образцов, испытывающих изгиб, возникают серьезные затруднения, они связаны с масштабным фактором, проявляющимся для гладких образцов, как описано в разд. 2.6 и 3.5. Здесь надо условиться, какое из значений предела выносливости для гладких образцов надо принять за основу либо значение, которое относится к малым образцам с тем же диаметром поперечного сечения, что и у образцов с концентрацией напряжений в зоне концентратора, либо значение, относящееся к образцам полного диаметра. Первый метод приводит к слегка завышенному эффективному коэффициенту концентрации, причем иногда он оказывается больше теоретического коэффициента по второму же методу получается несколько уменьшенный эффективный коэффициент концентрации, который в образце с плавным вырезом может оказаться меньше единицы. Такие результаты не являются вполне ясными и потому предпочтительнее вести испытания не на изгиб, а на осевую нагрузку. При определении чувствительности к концентрации напряжений правильнее было бы сопоставлять результаты с некоторым стандартным параметром [c.116]

Состояние поверхности деталей, концентраторы напряжений, окружающая среда, температура и прочие факторы настолько сильно влияют на сопротивление усталости, что сама по себе усталостная прочность металла гладких шлифованных образцов не является сколько-нибудь показательной. Кроме того, между пределом выносливости a i образцов и временным сопротивлением разрыву для сталей существует довольно устойчивая зависимость (рис. 12), которую можно использовать для расчетного определения предела выносливости на основе кратковременных испытаний на растяжение [81]. В большинстве случаев испытания на усталость ведут при напряжениях от изгиба или кручения. Реже применяют осевые (растяжение-сжатие) или сложные нагрузки (изгиб -f кручение и др.). При этом различают испытания при заданных величинах напряжений (мягкая нагрузка) и деформаций (жесткая нагрузка). В последнем случае усталостной характеристикой испытуемого объекта является предельная величина [c.19]

Следует отметить также статистический эффект докритического роста трещины, связанный с первоначальным обрывом наиболее слабых волокон вблизи фронта трещины, перераспределением напряжений в близлежащих нитях вследствие развития цилиндрических микротрещин около обрывов и последующим обрывом наиболее нагруженных и слабых нитей. Статистический эффект докритического развития трещины пропадает, если перед испытанием композита на длительную выносливость подвергнуть материал без трещины кратковременному осевому растяжению достаточно высокой нагрузкой, близкой к предельной. Именно этот случай рассмотрим в дальнейшем. [c.102]

Цепи периодически должны подвергаться испытаниям с целью проверки разрушающей нагрузки цепи на универсальных разрывных машинах путем статического растяжения отрезка цепи, а также на выносливость промежуточных пластин на усталостных машинах с осевым нагружением и на надежность при типовых стендовых испытаниях на стенде с замкнутым силовым контуром. [c.15]

В большинстве случаев испытания стыковых соединений на усталость ведут при изгибе или при осевом приложении нагрузки. При изгибе проявляется влияние градиента напряжений, вследствие чего выносливость может оказаться завышенной. При осевом растяжении затруднительно избавиться от эксцентриситетов приложения нагрузки, практически неизбежных у сварных образцов. [c.174]

Существуют различные способы приложения нагрузки при испытании на выносливость. Образец может подвергаться осевому растяжению и сжатию, изгибу, кручению или некоторым их сочетаниям. Простейшим способом деформирования является знакопеременный изгиб. На рис. 310 показан общепринятый для испытания на усталость [c.392]

Усталостная прочность различных медных сплавов представлена на рйс. 4.3. Эти результаты заимствованы из многих печатных источников, авторами которых являются Гаф и Соп-вит [221], Андерсон и Смит [223], Бурггофф и Бланк [228], Хорд-жер [131] и Маккоун [136]. Испытания проводились на изгиб с вращением, предел выносливости при этом получается немного большим, чем при осевой нагрузке. [c.95]

Хемпель [521] привел результаты усталостных испытаний для образцов с поперечным отверстием, сделанных из сталей различных марок и испытанных на действие знакопеременной осевой нагрузки. Результаты приведены в табл. 6.1 и в виде диаграммы на рис. 6.1 и показывают влияние предела прочности при растяжении на предел выносливости при наличии концентрации напряжений. Диаграмма показывает, что величины предела выносливости при наличии концентрации напряжений обязательно лежат в области между двумя прямыми, представляющими предельные случаи нечувствительности к концентрации напряжений (<Тач = о а = (7в/2) и абсолютной чувствительности к концентрации напряжений aan = < aKi = Gвl Kt) В пределах [c.133]

Изменение асимметрии цикла нагружения в вершине трещины с ее ростом. Перераспределение напряжений от внешней нагрузки, действующих в области вершины трещины в полу-циклах растяжения и сжатия, может вызывать остановку развития усталостной трещины. Анализ такого перераспределения был проведен в работах И. В. Кудрявцева и В. Линхарта. На рис. 9,а показана схема распределения осевых напряжений в образце с концентратором, полученная при испытании на усталость при симметричном цикле напряжений (растяжения-сжатия) с амплитудой номинального напряжения Оц. До возникновения усталостной трещины эпюры растягивающих и сжимающих напряжений идентичны, а материал в области вершины концентратора реально подвергается нагружению по симметричному циклу с амплитудой а Оп и R = — (цикл 1—2). Если эта амплитуда превышает предел выносливости исследуемого материала, то в вершине надреза возникает усталостная трещина. После ее развития на глубину I распределение сжимающих напряжений не изменится, так как трещина, сомкнувшись, будет передавать нагрузку как исходное неповрежденное сечение, а по величине сжимающие напряжения при вершине трещины уменьшаются растягивающие напряжения сконцентрируются в вершине трещины, максимум их будет соответствовать величине аат(Тн(а(гт — теоретический коэффициент концентрации напряжений для трещины глубиной h + l). [c.23]

Положительный эффект от поверхностного наклепа деталей из алюминиевых сплавов наблюдался как при переменных изгибающих напряжениях, так и при осевом растяжении и сжатии. Усталостные испытания образцов диаметром 18 мм из сплава АК4-1 производили на резонансном двадцатитонном пульсаторе при циклах с различной степенью асимметрии и частотой 2000— 2200 циклов в минуту. Накатывание образцов производилось роликом диаметром 35 мм с профильным радиусом 6 мм при нагрузке 26 кгс и осевой подаче 0,06 мм/об в два прохода. Относительная глубина упрочненного слоя (А//") составляла 0,7—0,8 мм. У поверхности упрочненных образцов образовались остаточные сжимающие напряжения 24—26 кгс/мм . Результаты испытаний показывают, что при симметричном цикле увеличение предела выносливости после упрочняющего накатывания составляет 21,4% для сплава АК 4-1 и 26% для сплава ВД-17. С ростом асимметрии цикла эффект упрочнения уменьшился. [c.298]

Если разрушение деталей с концентрацией напряжений наступает после небольшого числа циклов, то имеющие место при этом высокие нагрузки вызывают местную текучесть материала с соответствующим перераспределением напряжений и уменьшением их максимума. Но при этом усталостная прочность будет выше, чем можно предположить, пользуясь теоретическим коэффициентом концентрации. Возникает вопрос, влияет ли перераспределение напряжений также на предел выносливости Текучесть материала должна происходить в течение каждой половины цикла изменения нагрузки в весьма малых пределах, не приводя к опасным результатам. Такое поведение материала имеет место, например, для гладких образцов, изготовленных из аустенитной стали. Такие образцы нагреваются под влиянием текучести материала и внутреннего демпфирования, но это не всегда приводит к их разрушению. Отметим также, что предел выносливости гладких образцов,, испытываемых на изгиб, часто бывает больше, чем при осевом нагружении, возможно, из-за перераспределения напряжений, происходящего при изгибе. В иссле,а,овании Форреста и Тапсел-ла [961] было показано, что для двух весьма пластичных материалов (мягкая сталь и относительно мягкий алюминиевый сплав) различие между результатами испытаний на усталость, при изгибе й при осевом нагружении может быть полностью отнесено за счет влияния перераспределения напряжений. [c.118]

Высокий уровень усталостных напряжений, которые выдерживает композиционный материал, обусловлен в первую] очередь высоким пределом выносливости борных волокон. О высоком сопротивлении бора усталостным повреждениям сообщалось Зал-киндом и Патарини [11]. Испытания борных волокон, однако, проводились изгибным методом и не дали необходимых данных для определения свойств волокна при знакопеременных нагрузках, поскольку поведение волокна при циклическом изгибе не чувствительно к наличию трещин, вблизи его сердцевины (нейтральная ось при изгибе). Таким образом, циклическая прочность волокон мон<ет быть совершенно различной при изгибе и при растяжении в осевом направлении. [c.485]

Испытание на усталость при знакопеременном изгибе производится в условиях неоднородного напряженного состояния более чистыми условиями эксперимента являются такие, когда цилиндрический образец подвергается попеременному растяжению и сжатию. Машины для такого рода испытаний существуют пульсирующая осевая сила создается в них либо механическим путем, либо при помощи электромагнита, возбуждающего продольные колебания. В машинах резонансного типа частота возмущающей силы принимается близкой к собственной частоте колебаний системы, состоящей из образца и присоединенных к нему масс, система автоматическога регулирования поддерживает постоянство амплитуды. Основная техническая трудность состоит при этом в центровке образцов незначительный эксцентриситет приложения нагрузки создает напряжения изгиба, не поддающиеся практически учету. Эти напряжения искажают результаты испытаний. Результаты, полученные на наиболее совершенных современных машинах, показывают, что предел выносливости, определенный при растяжении — сжатии, несколько ниже, чем предел выносливости при изгибе. Это можно объяснить масштабным эффектом при изгибе максимальные напряжения возникают в зоне образца, примыкающей к поверхности, при растяжении сжатии во всем объеме напряжения одинаковы. [c.415]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...