Испытание материалов на выносливость

Испытание материалов на выносливость при чистом изгибе. [c.148]

Рис. 9. Схема установки для испытания материалов на выносливость в средах при повышенных температу рах и давлениях

Кривым, полученным при испытании материалов на выносливость по растяжению — сжатию или по изгибу. Пример кривой контактной выносливости в логарифмических координатах приведен на рис. 72 [149]. Каждая точка кривой была получена при постоянной нагрузке. [c.83]

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]

Делью испытаний материалов на усталость является определение пределов усталости (выносливости) и выявление влияния на их величину различных факторов. [c.349]

Следует отметить, что общепринятого руководящего материала, регламентирующего методику испытания материалов на сопротивление коррозионной усталости, пока не существует, поэтому в литературе встречаются самые различные обозначения (индексация), указывающие-на то, что приводимые данные относятся к испытаниям в среде. Например, обозначения i кор —1 в различных литературных источниках относятся к одной и той же величине — условному пределу коррозионной выносливости образцов при симметричном чистом изгибе. [c.31]

Методы испытания материалов на контактную выносливость (в применении к подшипникам качения и шестерням). [c.10]

Методика проведения испытаний материалов на усталость регламентирована ГОСТ 25.502—79. Для определения предела выносливости испытывают не менее 15 образцов. Каждый образец испытывают только на одном уровне напряжений — до разрушения или до базового числа циклов. По результатам испытаний отдельных образцов строят диаграммы усталости в координатах максимальное напряжение — число циклов (рис. 2.19, а). Иногда диаграммы усталости строят в полулогарифмических или логарифмических координатах (рис. 2.19, б). [c.47]

В настоящее время используют порох, создающий более высокое давление в канале ствола, и принимают меры к предотвращению эрозии (помимо уменьшения веса). Это ведет не только к применению материалов с высокой прочностью, но также к увеличению на порядок срока службы орудия, в течение которого на основании прогнозирования не должно произойти разрушение орудия от постепенно развивающихся трещин в канале ствола. При установлении надежного срока службы ствола все еще используют данные фактических испытаний стрельбой на выносливость. Увеличение стоимости и времени при более продолжительных испытаниях на выносливость может стать основным фактором при выборе метода проектирования. [c.292]

Руководящие материалы для проектирования. Размеры и тип конструкции и методы анализа оружия до испытания прототипа на выносливость изменяются в зависимости от предшествующего опыта, допустимых затрат и уровня знаний. Некоторые [c.318]

Механические испытания материалов можно разделить по характеру нагружения на статические, динамические и испытания на выносливость. [c.273]

На величину Кхс определяемую циклическим методом, форма образцов и амплитуда нагружения не оказывают влияния. Результаты идентичны при испытании на выносливость или на малоцикловую усталость, что позволяет в сравнительно короткое время накопить по важнейшим машиностроительным материалам необ -ходимые данные по новым критериям разрушения Ктс, 1 . Раа- [c.334]

Допускаемые напряжения назначаются на основе результатов механических испытаний образцов соответствующих материа лов. Применяемые в настоящее время методы механических испытаний материалов весьма многообразны. По характеру приложения внешних сил они разделяются на статические, динамические (или испытания ударной нагрузкой) и испытания на выносливость (нагрузкой, вызывающей напряжения, переменные во времени). [c.75]

Существуют и другие причины, по которым невозможно точно предсказать ресурс долговечности элементов машин. Одна из причин состоит в том, что при серийном или массовом изготовлении деталей в условиях одних и тех же режимов нагружения ресурс долговечности номинально одинаковых деталей может оказываться разным. Величина рассеяния неодинакова для производства тех или иных деталей и различных материалов и в ряде случаев может достигать больших значений. Очевидно, что случайное отклонение не связано с детерминированной частью расчета на выносливость и может быть лишь учтено при назначении запаса прочности. Для обоснования минимально допустимого в таких условиях запаса прочности пользуются вероятностными методами, исходящими, в частности, из фактически установленного рассеяния предельной величины накопленного повреждения А. Оценка этого рассеяния возможна по результатам программных испытаний. [c.15]

Ниже приведены величины Ф и значения снижения сопротивления вала Да под воздействием насадок из испытанных материалов, которые хорошо коррелируют со степенью их влияния на снижение предела выносливости [c.144]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Нестационарность нагружения. Фактических данных по влиянию нестационарности циклического нагружения на усталостные свойства титановых сплавов еще очень мало. В работе [75] было оценено влияние циклических перегрузок на усталостную прочность сплава титана ПТ-ЗВ и стали марок 15 и Ст4. Автор работы пришел к выводу, что у испытанных материалов, которые имели близкий предел выносливости, одинаковые кратковременные циклические перегрузки могут приводить к упрочнению и разу- [c.162]

И показали, что проведение испытаний в воде практически не изменяет усталостную выносливость этих материалов. Донат [142] получил аналогичные результаты для слоистых материалов на основе эпоксидного связующего и борных волокон (рис. 2.69 и 2.70). Эти результаты заставляют предположить, что волокнистые композиционные материалы не чувствительны к циклическим нагрузкам в противоположность металлам и ненаполненным полимерам. [c.137]

Интенсивность напряжений может либо циклически меняться на противоположную по знаку величину, либо колебаться около средней постоянной величины. На рис. 5.16 приведена терминология, используемая для описания уровней напряжений. Долговечность конструкции или ее элемента определяется числом циклов нагружений, которое выдерживается данной конструкцией или ее элементом до момента усталостного разрушения. График зависимости напряжений от числа циклов до момента разрушения называется -кривой усталости. С помощью этой кривой, построенной по результатам проведенных испытаний на выносливость, можно описать способности различных материалов сопротивляться усталостному разрушению. За предел выносливости часто принимают предельное напряжение, соответствующее 10 млн. циклов нагружений. [c.131]

В большинстве случаев испытания на выносливость проводят на лабораторных образцах цилиндрической формы, диаметром 7—10 мм, имеющих полированную поверхность. Величину предела выносливости, полученную в результате испытания таких (нормальных) образцов будем считать одной из механических характеристик материала. Если подвергнуть испытанию на выносливость серию специальных образцов, подобных какой-либо конкретной детали, т. е. отличающихся от нормальных образцов наличием концентратов напряжений, абсолютными размерами, качеством обработки поверхности (или только некоторыми из перечисленных факторов), то, как правило, при одном и том же материале нормальных и специальных образцов предел выносливости, определенный при испытании последних, ниже. Таким образом, установлено, что пределы выносливости конкретной детали и материала, из которого она изготовлена различны. Влияние факторов, от которых зависит соотношение между пределами выносливости материала (нормального образца) и детали, более или менее полно изучено лишь для симметричного цикла изменения напряжений. Поэтому примем, что величины различных факторов, влияющих на пределы выносливости, определены при испытаниях в условиях симметричных циклов изменения напряжений. [c.648]

Данные о прочности материалов при действии переменных напряжений чаще всего получают в результате испытаний стандартных образцов малого диаметра. Поэтому оценка прочности деталей машин требует учета влияния на выносливость следующих основных факторов формы и абсолютных размеров детали состояния поверхности и свойств поверхностного слоя изменения режимов нагружения. [c.24]

СЛОИ образца испытывают пр и каждом его обороте (цикле) попеременно то растяжение, то сжатие. Так как растяжение и сжатие противоположны по направлению, то говорят, что при испытании на выносливость в материале возникают знакопеременные напряжения. [c.31]

Механические испытания материалов, применяемые в настоящее время, весьма многообразны. Они разделяются по характеру приложения внешних сил на статические, динамические (или испытания ударной нагрузкой) и испытания на выносливость нагрузкой, вызывающей напряжения, переменные во времени. [c.40]

Для пластиков имеющиеся опытные данные, характеризующие их поведение при цикличеоких напряжениях, пока недостаточны, поэтому испытания этих материалов на выносливость еще не стандартизованы. Тем не менее значения их пределов выносливости можно получить, используя присущие им доста-ТОЧ1НО изученные гистерезисные явления в условиях знакопеременного нагружения. Так, для текстолита при растяжении — сжатии 0-1= (35,0 4-50,0) а при изгибе о 1= (20,0- - [c.154]

Для испытаний образцов при отрицатбльных температурах предназначена установка, разработанная в Институте проблем прочности АН УССР [63]. Она позволяет испытывать материалы на выносливость при плоском изгибе с возбуждением нагрузок кривошипным механизмом. Погрешность измерения амплитуды напряжения в образце не превышает 0,5%, точность поддержания температуры 3°С, минимальная температура испытаний —196°С. [c.33]

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]

Магнитострикционный вибростенд. Для проведения испытания теплостойких и жаропрочных материалов на выносливость при более высоких частотах нагружения (3000—20 ООО Гц)) разработан и изготовлен магнитострикционный вибростенд. Он состоит из комплекта сменных магнитострикциоииых преобразователей для следующих значений фиксированных частот 3 5 7,5 [c.174]

ВИДЫ оружия анализируют лишь номинально, причем особое значение придают использованию опытных коэффициентов безопасности, а также проведению испытаний прототипа на выносливость. При проектировании других видов оружия проводят детальный расчет на основе теоретических и экспериментальных данных, чтобы получить совершенную конструкцию прототипа для испытания ее на выносливость. Руководяш,ие материалы по усталостной прочности отражают обилий уровень знаний в области усталостного разрушения. В настоящее время еш е остаются вопросы теоретические и феноменологические, для решения которых недостаточно знаний, например, о влиянии на усталость материала таких факторов, как поле напряжений, остаточные напряжения, масштабный фактор, обработка и состояние поверхности, а также качество материала. Последний обзор теоретических положений и методов, относяш ихся к накапливаемому повреждению (Хардат, [c.319]

Показательным в отношении влияния неоднородности распределения напряжений по сечению является известный из экспериментов факт, наблюдаемый при испытаниях материалов на усталость в большинстве случаев предел выносливости при изгибе на 10—15% выше предела выносливости при растяжении — сжатии, когда напряжения по сечению образца распределяются равномерно. Каковы бы ни были причины этого явления, расчетные формулы, основанные на тех или иных теориях прочности, должны учитывать указанное квазиупрочнение материала. У хрупких при обычных напряженных состояниях материалов эффект упрочнения почти не проявляется. [c.199]

Предел выносливости (усталости) в кгс1мм —максимальное напряжение, при котором материалы образца выдерживают без разрушения заданное количество симметричных циклов (от +Р до Р), принимаемое за базу. Количество циклов задается техническими условиями и представляет большое число 10 10 и т. д. Методы испытания металлов на выносливость регламентируются по ГОСТ 2860—65, [c.5]

Бурный рост промышленности в XIX в., внедрение паровых машин, строительство железных дорог, мостов, плотин, каналов и больших судов вызвали еще более быстрое развитие науки о прочности. Важные исследования были проведены русскими учеными М. В. Остроградским, Д. И. Журавским, А. В. Гадолиным, X. С. Головиным, В. Л. Кирпичевым, И. Г. Бубновым, С. П. Тимощенко, Ф. С. Ясинским и др. В области испытания материалов исключительное значение имели работы немецких ученых Велера и Баушингера — основоположников испытаний на выносливость и русского ученого Н. А. Белелюбского. [c.6]

Исследование одновременного воздействия коррозионной среды и контактного трения на усталостную прочность титанового сплава ВТ6 с 0 = 800- 860 МПа изучено авторами работы [159]. Из кованых заготовок вырезали специальные образцы диаметром рабочей части 20 мм, моделирующие ось с напрессованными втулками. Моделировали два типа закрепления втулок конические напрессованные, передающие изгибающий момент, и цилиндрические, не передающие его. Материалом для втулок служили титановые сплавы ВТ6 (03 = 830 МПа), ПТ-ЗВ ( 3 = 730 МПа) и ВТ1 (а = 580 МПа). Запрессовку втулок производили с различным контактным давлением. Усталостные испытания вели на воздухе и в 3 %-ном растворе МаС1. Обкатывание подлежащих запрессовке частей конических и цилиндрических образцов выполняли с помощью шарикового приспособления при следующих режимах усилие обкатки Я=2000 Н, диаметр шарика 0= 10 мм скорость обкатки 350 об/мин, число проходов два. Кривые усталости образцов с напрессованными втулками, передающими изгибающий момент, при различных контактных давлениях представлены на рис. 101. Предел выносливости гладких образцов без напрессовки втулок был равен 380 МПа при испытании на воздухе и в коррозионной среде. (Напрессовка втулок на неупрочненные 162 [c.162]

На рис. 2 для металлических конструкционных материалов представлены графики, характеризующие влияние частоты симметричного циклического однородного растяжения — сжатия на относительные значения предела выносливости. При этом значения ст 1, взятые на базе 100 млн. циклов на одной из частот циклического нагружения, отнесены к значению предела прочности Ов, определенному при обычной скорости рас-тяигения на стандартных образцах. В таблице даны значения обычных частот в диапазоне 7-о11 по кривым усталости проводилась экстраполяция последних до базы 10 циклов Высокочастотные усталостные испытания велись на базе 10 —10 циклов на образцах с диаметром рабочей части около 6—7 мм в условиях водяного (для черных металлов) или воздушного (для легких сплавов) охлаждения [2]. Критерием усталостного разрушения образца во время обычных низкочастотных испытаний было его окончательное разрушение, а для высокочастотных испытаний — появление достаточно развитой усталостной трещины (глубиной 2—3 мм), вызывающей заметное снижение резонансной частоты продольных колебаний образца. [c.333]

Испытательное оборудование и аппаратура. Усталостные испытания жаропрочных материалов и исследование влияния качества поверхностного слоя на выносливость деталей в условиях, приближающихся к эксплуатационным, проводили в лаборатории вибропрочности МАИ на машинах с электрическими методами возбуждения переменных нагрузок. Эти машины по типу преобразователя электрической энергии в энергию механических колебаний подразделяются на машины с электродинамической и магнйто-стрикционной системой возбуждения. [c.173]

Подробный обзор литературы, относящейся к усталостной прочности, потребовал бы нескольких глав. Опубликованные данные касаются испытаний образцов, имевших различные форму, размеры и изготовленных из различных материалов Прямое сравнение чувствительности к концентраторам образцов из разных материалов затруднено из-за отсутствия общепризнанных критериев чувствительности к концентрации напрят жений, стандартов для образцов и таких условий испытаний,, которые можно было бы признать универсальными. В результате этого ряд опубликованных работ не монсет быть использован в практических расчетах. Конструктору приходится тратить значительное время для отыскания среди обильной литературы именно тех данных, которые ему необходимы он предпочитает обычно вести расчет на выносливость по общедоступной справочной литературе. Ниже предлагается метод, позволяющий вести сравнение данных испытаний в общем случае, когда и средняя нагрузка и переменная ее часть приложены к детали с концентратором напряжений произвольной формы и величины. Этот метод относится ко всевозможным значениям среднего растягивающего напряжения, амплитуды цикла и числа циклов до разрушения. Необходимым условием применения метода является наличие значений теоретического коэффициента концентрации напряжений для концентратора и усталостных характеристик для гладкого образца. [c.110]

Макроскопические характеристики усталостного разрушения металлов и волокнистых композиционных материалов очень похожи, хотя на микроуровне они различаются очень сильно. Хрупкие материалы, такие как стекло, углерод и бор, не снижают свою несущую способность при циклических нагрузках в отличие от пластически деформируемых материалов. Следовательно, композиционные материалы на основе хрупких волокон должны обладать высокой усталостной выносливостью, если волокна выдерживают основную нагрузку. Это предположение выполняется в случае пластиков, армированных однонаправленными углеродными и борными волокнами при усталостных испытаниях на одноосное напряжение. Диаграммы зависимости максимального напряжения от числа циклов до разрушения (диаграммы а—N) для таких материалов действительно практически горизонтальны и при циклических нагрузках, лежащих ниже полосы разброса статической прочности при растяжении, истинное усталостное разрушение практически не наблюдается. Бимон и Харрис [140], а также Оуэн и Моррис [141] получили одинаковые результаты для карбопластиков на основе эпоксидных и полиэфирных связующих [c.136]

Специальные испытания на усталость. Для деталей типа орудийных стволов и казенников, работающих в критических условиях, были установлены методы проектирования, которые основаны на результатах испытаний на выносливость моделей, образцов и прототипов. Первые руководящие материалы и экспериментальные методы были созданы Бьюксом (1944 г.). Они были ценным материалом для проектирования орудий. [c.322]

Поскольку испытания на выносливость требуют много времени и сопряжены с большими материальными издержками, Вёлер, естественно, попытался найти какие-либо зависимости между усталостной прочностью и другими механическими характеристиками материала, определяемыми при статических испытаниях. Насколько можно судить, особенно он интересовался пределом упругости тех материалов, с которыми он производил усталостные испытания. Установление предела упругости по испытаниям на растяжение требует точного измерения весьма малых удлинений, пригодных же для этой цели инструментов в то время еще не существовало. Поэтому Вёлер решил определить предел упругости по испытаниям на изгиб, хотя он и отдавал себе ясный отчет в том, что этот метод не обеспечивает надлежащей точности, поскольку предельное напряжение достигается сначала самыми крайними волокнами, а начало текучести становится заметным лишь после того, как в значительной части материала напряжения уже превзойдут предел упругости. Чтобы сделать такие измерения, насколько это возможно, точными, Вёлер применил специальную [c.207]

Эксплуатационные разрушения таких соединений в основном идут по отверстию (обычно у первого ряда болтовых отверстий). Для лабораторных испытаний на выносливость чаще всего используются двусрезные (с двумя накладками) или односрезные болтовые стыки (рис. 4). Последние при испытаниях находятся в более тяжелых условиях, поскольку внецентренное приложение нагрузки усиливает концентрацию напряжений. При испытаниях таких образцов обычно оценивают сопротивление усталости материалов, предназначенных для болтового стыка, а также эффективность определенных технологических мероприятий. [c.242]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...