Образцы на усталость (выносливость)

Для определения предела выносливости производят испытания образцов на усталость на специальных машинах. Наибольшее распространение имеют испытания на усталость при изгибе и симметричном цикле напряжений. Предварительно устанавливаемая наибольшая продолжительность испытаний называется базой испытаний, обычно задаваемая числом циклов, обозначаемым Л о- Для стали N0 = 5 миллионов циклов. [c.279]

Влияние средних напряжений. Для определения влияния средних напряжений а проводят испытания образцов на усталость (определяют пределы выносливости) и по результатам строят диаграмму амплитудных пределов выносливости [c.250]

Испытания на усталость (выносливость) (ГОСТ 2860—65). Усталостью называют явление постепенного разрушения материала (детали, образца) под действием [c.466]

Высокая эффективность поверхностного наклепа для крупных деталей подтверждается и данными, полученными непосредственно при эксплуатации упрочненных деталей. Эти данные важны ввиду ограниченного количества лабораторных средств для испытаний крупных образцов на усталость, большой длительности и высокой стоимости таких испытаний. Особенно наглядно упрочняющий эффект проявляется у деталей, работающих в условиях ограниченной долговечности, при напряжениях, превосходящих предел выносливости. Характерный пример такого рода деталей — штоки штамповочных молотов. В месте запрессовки относительно тонкого штока в массивную бабу при работе молота создается высокая концентрация напряжений, приводящая к частым поломкам штоков, несмотря на применение для их изготовления высокопрочных легированных сталей. [c.158]

Повторные знакопеременные и знакопостоянные нагрузки при нормальной температуре. При полной оценке усталостной прочности материала, несмотря на несомненную условность испытаний гладких образцов на усталость, эти испытания следует проводить. Результаты этих испытаний указывают тот предел, к которому должен стремиться предел выносливости конструкции (надрезанного образца) в зависимости от условий нагружения (степень асимметрии цикла, частота циклов и т. п.). Необходимо также оценивать чувствительность к надрезу при соответствующих режимах и условиях нагружения при этом способ изготовления надреза и его форма должны как можно больше соответствовать применяемым при изготовлении реальных деталей из изучаемого металла. [c.331]

Испытание на выносливость целых деталей. Детали, обладающие сложной формой, очень трудно, а иногда совсем невозможно рассчитать на прочность. Испытания образцов на усталость не могут дать [c.149]

На чувствительность сварных соединений к концентраторам напряжений при вибрационных нагрузках существенное влия-ние оказывает ориентировка концентратора (дефекта) в сече НИИ сварного шва по отношению к действующим нагрузкам и вид нагружения. При непроваре в середине шва 20% толщины образца предел усталости (выносливости) стыковых соедине- [c.58]

Испытания на усталость (выносливость) производят на различных машинах в зависимости от характера работы изделия. Наиболее распространены машины для испытания изгибом вращающегося образца. [c.20]

Испытания образцов моделируют испытания подшипников, но такое моделирование дает лишь качественную оценку. Поэтому в результате испытаний образцов на контактную выносливость получают сравнительные характеристики о работоспособности того или иного материала в условиях переменных контактных нагрузок. Такие испытания считают правильно проведенными методически, если они показывают один и тот же результат, как и испытания подшипников на контактную усталость. Во ВНИППе изготовлена машина МКВ-К (рис. 182), предназначенная для испытания на контактную выносливость [210]. Впервые в практике таких испытаний машина оснащена электронным блоком 6 для автоматической остановки ее (машины) в момент наступления усталостного выкрашивания металла на поверхности образца. При автоматическом отключении электродвигателя автоматически снимается и усилие механизма нагружения, действующее на образец. [c.239]

Испытания на усталость по методу Про производят с непрерывным увеличением амплитуды напряжений, при этом начальным является напряжение, составляющее 0,7...0,8 предполагаемого значения предела выносливости. Скорость роста амплитуды напряжений поддерживается постоянной. Параметры А и п определяют по результатам образцов на усталость по меньшей мере при трех скоростях нагружения а на каждой скорости испытывают четыре-пять образцов. По результатам опытов строят график в координатах а — а, экстраполяция которого по оси ординат дает, в соответствии с основным уравнением, искомую величину а , (рис. 1.87). [c.129]

Влияние коррозии до испытания на усталость на предел выносливости стальных образцов (при изгибе с вращением на базе 10 циклов при частоте нагружения 30-70 Гц) [c.86]

Таким образом, при испытании на усталость стандартных образцов определяется собственно не предел выносливости материала, а предел выносливости образца, изготовленного из данного материала. При переходе от образца к реальной детали следует вводить ряд поправок, учитывающих форму и размеры детали, состояние ее поверхности [c.282]

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]

Для изучения свойств материалов и установления значения предельных напряжений (по разрушению или по пластическим деформациям) производят испытания образцов материала вплоть до разрушения. Испытания производят при нагрузках следующих категорий статической, ударной и циклической (испытание на усталость или выносливость). [c.30]

Влияние размеров детали. Размеры детали существенно влияют на предел выносливости детали. Для учета снижения сопротивления усталости при увеличении размеров вводится коэффициент влияния размеров сечения Ез. Это масштабный фактор, он представляет собой отношение предела выносливости детали размером й к пределу выносливости лабораторного образца размером й, .J [c.155]

Выше уже отмечалось, что у ряда металлических материалов при определенных условиях наблюдается "физический предел выносливости" (рис.2), когда образцы, испытываемые на усталость, при определенном напряжении не разрушаются на больших базах испытания. Рассмотрим кратко основные современные точки зрения на природу этого явления. [c.69]

Для испытания на усталость изготовляют серию одинаковых тщательно отполированных образцов, имеющих в рабочей части цилиндрическую форму диаметром 5—10 мм. Образцы доводят до разрушения при различной нагрузке и напряжениях, устанавливая при этом циклическую долговечность образца. По полученным данным строят кривую усталости (рис. 25.3). На кривой усталости имеется участок, стремящийся к горизонтальной асимптоте. Ордината этой асимптоты и дает значение предела выносливости Ок. [c.279]

Характеристики выносливости зависят от формы и размеров образца, а также способа и частоты нагружения. С понижением частоты нагружения и увеличением абсолютных размеров образца сопротивление усталости падает. Выносливость металлических материалов существенно зависит от состояния поверхности и определяется, как правило, на полированных образцах пластмассы менее чувствительны к чистоте поверхности. [c.78]

Для испытаний на усталость характерен большой разброс экспериментальных точек. Поэтому для достоверного определения предела выносливости требуется испытание большого числа образцов с последующей статистической обработкой результатов. [c.346]

Машины типа УЭ — универсальные, они могут работать как в статическом режиме, так и в циклическом с любым коэффициентом асимметрии цикла. Частота нагружения образца колеблется от о до 5 Гц, т. е. машина позволяет вести испытания материалов на обычную выносливость и малоцикловую усталость. На такой машине обеспечивается режим испытания образцов на изгиб и на растяжение — сжатие. [c.362]

Для выяснения влияния того или иного фактора в качестве эталона принят предел усталости p-i, полученный испытанием на воздухе при симметричном цикле партии гладких полированных образцов диаметром 7—10 мм. Тогда влияние различных факторов на выносливость может быть оценено отклонением предела выносливости р партии рассматриваемых образцов от предела выносливости р-1 эталонных. [c.665]

Для испытаний на усталость характерен большой разброс экспериментально полученных точек, и для достоверного определения предела выносливости требуется испытание большого числа образцов с последующей статистической обработкой результатов, что является трудоемкой операцией. Поэтому был сделан ряд попыток связать эмпирическими формулами предел выносливости с известными механическими характеристиками материала. [c.479]

Если из одного и того же материала изготовить несколько отличающихся по диаметру партий образцов, то после испытания на усталость обнаруживается, что предел выносливости с увеличением диаметра уменьшается. Эта зависимость носит асимптотический характер. По виду кривой можно заключить, что для очень больших образцов, которые мы уже ни изготовить, ни испытать не можем, снижение предела выносливости с увеличением диаметра прекращается. [c.490]

Для получения механических характеристик материала, необходимых для расчетов на прочность при переменных напряжениях, проводят специальные испытания на выносливость (на усталость). Для этих испытаний изготовляют серию совершенно одинаковых образцов (не менее 10 шт.). Наиболее распространены испытания на чистый изгиб при симметричном цикле изменения напряжений их проводят в следующем порядке. [c.548]

Так, широко применяются методы испытания образцов на выносливость (усталость) с использованием известного уравнения, связывающего число циклов до разрушения N с действующим напряжением а, (уравнение кривой Велера) [c.505]

Величина предела выносливости зависит не только от состава, структуры, режима термической и механической обработки, поверхностного упрочнения, температуры испытания, но и от размеров образцов, вида напряженного состояния, наличия концентраторов напряжений, состояния поверхности образца, ее шероховатости, среды испытания, контакта с другими деталями и т. д. Все это усложняется тем, что при испытании на усталость наблюдается существенное рассеяние характеристик выносливости. [c.7]

Большое влияние на характеристики усталостной прочности оказывает направление вырезки образцов. Снижение предела выносливости вследствие вырезки образцов поперек волокна составляет от о до 25%. Волосовины, расположенные в продольном по отношению к оси образца направлении, не снижают сопротивления усталости. Если же волосовины располагаются в поперечном направлении, суммарное снижение предела выносливости может доходить до 50% [50]. [c.27]

При испытаниях на усталость образцов или деталей обнаруживается разброс определяемых значений. Это относится к значениям предела выносливости и в особенности ограниченной выносливости или усталостной долговечности. Статистическая природа процесса усталостного разрушения предопределяет рассеяние результатов усталостных испытаний в большей степени, чем других видов испытаний. [c.54]

Согласно методам первой группы, нагружение испытуемого образца до излома производится на одном уровне напряжений. Положение левой ветви кривой усталости выявляется по результатам испытаний образцов на долговечность на достаточно высоком уровне напряжений с малыми долговечностями. Правая ветвь кривой усталости устанавливается экстраполяцией, а значение предела выносливости—на основании аналитических выражений кривой усталости с использованием экспериментально подтвержденных констант. [c.74]

В ИПП АН УССР [30] изготовлена машина для исследования материалов на выносливость при плоском изгибе в условиях низких температур с возбуждением нагрузок кривошипным механизмом. Испытания можно проводить при консольном и чистом изгибе, при мягком и жестком нагружении. К машине для испытания образцов на усталость создана специальная криокамера . В Украинском заочном политехническом институте [89] разработана электромагнитная установка для испытания на усталость при плоском изгибе и низких температурах (—196°С, жидкий азют) и в газообразной среде. [c.147]

Тонкие исследования конфигурации вершины трещины, проведенные X. Ниситани, подтвердили, что верщина нераспро-страняющейся усталостной трещины остается закрытой на про-тял<ении всего цикла нагружения, в то время к к вершина трещины распространяющейся раскрывается при максимальном напряжении цикла. Исследования проводили на образцах из углеродистой стали (0,13% С 0,22% Si 0,09% Мп 0,013% Р 0,022 % S 0,09% Си 0,01% А1 0,01% Ni + r а = 787 МПа От = 380 МПа = 67,7 %) с диаметром рабочей части 10 мм, имевших поперечное отверстие диаметром 0,3 мм и гладких. Испытывали образцы на усталость при изгибе с вращением, наблюдая за появлением и развитием трещин на поверхности гладкого образца и по краю отверстия. Было обнаружено, что в гладких образцах возникают нераснростра-няющиеся усталостные микротрещины при напряжениях немного ниже предела выносливости ( ja = 170 МПа a-i = = 175 МПа). Такие трещины не росли после остановки даже при увеличении базы испытаний до 3-10 циклов, причем верщина трещины оставалась закрытой. [c.32]

Образцы стали 60С2А, подвергнутые ВТМО при обкатке роликами с подпором заготовки, испытывали на усталость при периодическом нагружении кручением. Направление нагружения при испытании совпадало (прямое нагружение) и было противоположно (обратное нагружение) направлению кручения при ВТМО. Результаты испытаний на прямое нагружение (кручение) уже обсуждены раньще. Обратное нагружение при испытании шлифованных образцов на усталость при i т=0 (см. табл. 2,19) показало, что в этом случае предел выносливости на 80—100 МПа меньше, чем при прямом нагружении. Циклическая долговечность также уменьшается. [c.106]

Испытание на усталость чаще всего осуществляют на вращающемся об разце (гладком или с надрезом) с приложенной постоянной изгибающей нагрузкой, На поверхности образца, а затем и в глубине, по мере развития трещины, нагрузка (растяжение — сжатие) изменяется по синусоиде или другому закону. Определив при данном напряжении время (число циклов) до разрушения, наносят точку на график и испытывают при другом напряжении. В результате получают кривую усталости (сплошная линия) (рис. 63). На этой кривой мы видим, что существует напряжение, которое не вызовет усталостного разрушения, это так называемый <гпредел выносливости (ff-i> r ). При напряжениях ниже ст деталь может работать сколь угодно долго. Но это может быть не всегда необходимо и даже нецелесообразно, так как слишком малы допустимые напряжения (apa6o4< r-i) и большие получаются сечения. В этом случае берут напряжения, которые больше о-ь и заранее известно, что через какое-то время деталь разрушится от усталости (поэтому до разрушения ее надо заменить). Это характеризует случай так называемой ограниченной выносливости. При таких напряжениях работают, например, железнодорожные рельсы. Существенно важно вовремя снять рельс с пути, чтобы избе- кать поломки и крушения поезда. [c.83]

Пусть образцы испытывают напряжение, равное 1,5ст х при 10 5-10 10 и т. д. циклов. Во время последующего испытания на усталость часть образцов, подвергнутых перенапряжению длительностью, допустим, свыше 10 циклов, разрушается образцы, подвергнутые перенапряжению при меньшем числе циклов, остаются целыми. Это значит, что при числе циклов более 10 в металле возникают необратимые повреждения, делающие деталь неработоспособной при циклическом нагружении даже при напряжениях, находящихся на уровне предела выносливости. Напротив, длительность нагружения меньше 10 циклов является безопасной. Точку, соответствующую напряжению, равному 1,5ст 1 и длительности 10 циклов, наносят на диаграмму усталости (рис. 166, а). [c.286]

Стадия циклического деформационного упрочнения (разупрочнения) завершается достижением линии необратимых циклических повреждений. Одним из самых ранних методов необратимой степени повреждаемости при усталости является метод построения линии, предложенной X. Френчем (1933г.), заключающийся в тренировке образца выше предела выносливости и последующем циклическом деформировании при напряжении, равном пределу выносливости (рис. 28). Если образец при перегрузке разрушается на пределе выносливости (до достижения базового числа циклов), значит он пoJ/y-чил необратимое повреждение. Если после перегрузки на уровень предела выносливости образец простоял базовое число циклов, то он не поврежден и на нем ставится стрелка вверх. Границей необратимо поврежденных образцов и образцов, которые после перегрузки достигают базы испытания, и является линия необратимых повреждений. [c.48]

Предел выносливости определяют опытным путем на особых машинах, которые дают возможность создать как симметричный, так и асимметричный циклы напряжений. Образцам, применяемым для испытания на усталость, придают цилиндрическую форму с плавными переходами, ИСКЛЮЧЗЮШ.ИМИ возможность появления местных напряжений. Нормальные лабораторные образцы имеют в пределах рабочей части строго цилиндрическую [c.344]

Если усталостные испытания элементов различных типов проводились обычным способом путем испытания 6—8 образцов на всю кривую усталости, то в этом случае можно полагать, что найденные значения пределов выносливости приближенно отвечают вероятности разрушения 50% (Р = 0,5). По этим результатам можно провести приближенную оценку постоянных и, Al, В. Для этого строят зависимость величины lg(amax—и) от g(L/G) и постоянные подбирают или по методу наименьших квадратов, или графически. [c.139]

Для получения достоверных сведений по усталостной прочности титановых сплавов конкретной структуры не(обходима количественная оценка разброса результатов циклических испытаний. При этом предел выносливости определяют с заданной вероятностью неразрушения, т.е. оценивают его надежность. Уже первьге статистические обработки результатов усталостных испытаний титановых сплавов показали высокие значения коэффициента вариации условного предела выносливости [96— 98]. Учитывая большой разброс, наиболее правильно для анализа усталостных свойств титановых сплавов применять методы математической статистики и теории вероятности. Для этого строят полные вероятностные диаграммы, например по системе, предложенной Институтом машиностроения АН СССР [99, 100]. Эта система основана ра разделении процесса усталостного разрушения на две стадии до появления макротрещины и развитие трещины до разделения образца на части. При анализе предела выносливости гладких образцов это разделение не имеет принципиального значения, так как долговечность до появления трещины Л/ и общая долговечность до разрушения образца Л/р близки. Часто Jртя построения полных вероятностных диаграмм усталости за основу берут наиболее простой метод, предложенный В. Вейбуллом [ 101 102, с. 58 — 64]. Для построения полной вероятностной кривой необходимо испытать достаточно большие партии образцов (30—70 шт.) на нескольких уровнях амплитуды напряжений, которые должны быть выше предела выносливости (см., например, рис. 92). На каждом из этих уровней по гистограмме определяют вероятность разрушения при данной амплитуде напряжений. Далее ст ят кривую Веллера по средним значениям долговечности. По гистограммам строят кривые равной вероятности в тех же координатах (а — 1дЛ/). Затем строят семейство кривых, определяющих не только зависимость долговечности от амплитуды напряжений, но и вероятности разрушения от заданных амплитуды напряженйй и долговечности. Далее, принимая математическую форму распределения вероятности, на данном уровне напряжений можно строить кривые зависимости либо от амплитуды напряжений при заданной базе испытаний Л/, [c.141]

Дальнейшие исследования особенностей влияния шлифовки на усталостную прочность титановых сплавов показали [172], что существенное значение имеет материал и зернистость абразива, режимы и шлифовальное оборудование. Определено, что по производительности и по меньшему снижению усталостной прочности лучшими являются круги из зеленого карбида кремния, борсиликокарбида и карбида бора, худшими—хромистый электрокорунд и монокорунд. Так, после шлифования образцов из сплава ВТЗ-1 кругами из зеленого карбида кремния усталостная прочность оказывается в 2 раза выше, чем после шлифования кругами из монокорунда. В некоторых странах (США, Япония) для шлифования деталей из титана применяют новые виды абразивных материалов - карбид циркония, корунд с присадками диоксида циркония и др. Важнейшими параметрами режима шлифования, оказывающими наибольшее влияние на усталость, являются смазочночэхлаждающая жидкость, величина подачи и скорость круга. Так, сухое шлифование приводит к микротрещинам в поверхностном слое даже при отсутствии при-жогов [ 172]. Охлаждение простой эмульсией уже повышает предел выносливости на 17 %, а применение в качестве охлаждения 10 %-ного раствора нитрата натрия и 0,5 %-ного бутилнафталинсульфоната увеличивает усталостную прочность по сравнению с сухим шлифованием на 33 %. Увеличение величины подачи заметно снижает усталостную прочность. Так, даже при охлаждении раствором нитрита натрия с увеличением [c.180]

По методу лестнщы образцы испытывают на усталость последовательно один за другим. Первый образец испытывают при напряжении, равном среднему значению предела выносливости (ч]пределенному по 8—10 образцам). Если первый образец разрушится до отработки базового числа циклов, то следующий испытывают при более низком напряжении Ti+i=iaj—Ла. Если же первый образец не сломается, то следующий испытывают при напряжении, которое больше исходного на величину Да (здесь Да — приращение напряжения при переходе от одного уровня). [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...