Испытания материалов на трубчатых образцах

Испытания материалов на трубчатых образцах [c.219]

Метод испытания материалов на усталость при сложном напряженном состоянии выбирается, как правило, по соображениям удобства создания переменного силового фактора. Наиболее широкое распространение получили испытания сплошных и полых образцов на изгиб с кручением, испытания трубчатых образцов с изменяющимися во времени параметрами внешних воздействий, испытания образцов в виде кубиков с применением различных реверсоров и приставок и др. [c.244]

ММ] при значении е < 12 диски берутся диаметром 30. .. 40 мм при значении е = 12. . . 30 — диаметром 25. .. 35 мм и при значении е > 30 — диаметром 15. .. 20 мм. Число образцов должно быть не менее 10. Определение температурного коэффициента диэлектрической проницаемости (ТКе) следует производить на плоских или трубчатых образцах с емкостью, соответствующей требуемому значению измерительной установки. Так, для керамических материалов применяют трубчатые образцы с наружным диаметром 4 мм и толщиной стенки 0,4 мм. При значении е < 30 длина трубки 25. .. 35 мм при значении е > 30 — 15. .. 25 мм. Количество образцов для измерения ТКе должно быть не менее 5. Для испытаний жидких изоляционных материалов используют сосуд с электродами из латуни (рис. 3-3), которые желательно посеребрить. Жидкий диэлектрик перед заливкой следует тщательно перемешать и заливать его так, чтобы между электродами не образовались пузырьки воздуха. Измерения производят, как сказано, дважды с помощью электродов длиной Ь = 100 мм и Ь" = 50 мм. Поэтому необходимо иметь набор соответствующих электродов. [c.77]

Испытания на ползучесть, проведенные на трубчатых образцах из различных материалов, в основном при сочетании кручения и растяжения показали возможность описания всех результатов испытаний, полученных при различных отношениях т/ст, единой зависимостью интенсивности напряжений от интенсивности сдвиговых деформаций [13,34,401. Однако в отдельных случаях наблюдались некоторые отклонения результатов, полученных при чистом кручении от общей кривой (рис. 2.3) [c.27]

При определении этих постоянных следует учитывать анизотропию свойств, которая оказалась существенной на испытанных материалах, и возможное различие в свойствах сплошных и трубчатых образцов. В проведенных опытах скорость ползучести при растяжении, оцененная на трубчатых образцах, была в 2—3 раза больше, чем на сплошных. [c.28]

В большинстве исследований влияния сложного напряженного состояния на сопротивление разрушению (особенно разрушению в условиях ползучести) опыты проводились в ограниченном объеме при малом количестве испытаний и варьировании вида напряженного состояния в небольших пределах всего трехмерного пространства (испытания тонкостенных трубчатых образцов от чистого сдвига до двухосного растяжения), параллельные опыты на один и тот же режим в большинстве случаев отсутствуют, В связи с этим используются такие методы обработки экспериментальных данных, которые допускают совместный анализ результатов различных исследований, проведенных в разных условиях на материалах разного класса. С этой точки зрения целесообразно использование безразмерных координат, когда все параметры напряженного состояния отнесены к какой-либо характеристике механических свойств материала, например к условному пределу длительной прочности за определенный срок службы или к сопротивлению разрушения при кратковременном разрыве в условиях одноосного растяжения [c.130]

На установке ИМАШ-22-71 исследуют также микроструктуру и механические свойства металлических материалов при растяжении в условиях испытания на термическую усталость. Для этой цели служат трубчатые образцы специальной формы (см. рис. 87), которые нагреваются пропускаемым через них электрическим током, а охлаждаются хладагентом (или парами сжиженных газов), подаваемым во внутреннюю полость образца. 15 [c.159]

Машина СН-4 (рис. 23) предназначена для испытаний полимерных материалов на растяжение (сжатие), кручение и внутреннее давление. Цилиндрический образец (сплошной или трубчатый) И зажимают в захватах 6. Нижний захват неподвижно закреплен на валу, вращающемся вокруг вертикальной оси машины. Привод зала состоит из электродвигателя, пятиступенчатого редуктора 7 (пять диапазонов скоростей) и червячной пары. Скорость вра-щения вала грубо регулируется с помощью редуктора 7 и плавно—реостатом 9, управляемым реверсивным двигателем 10, включенным в схему следящей системы. Верхний захват образца закреплен на динамометре 12, который, в свою очередь, закреплен на подвижной траверсе. 5, перемещающейся вместе с тягами 2 и верхней подвижной траверсой 1 лишь в вертикальном направлении. Осевое усилие и внутреннее давление в образце создаются давлением газа, подаваемого соответственно в рабочую полость сильфона [c.32]

В большинстве рассмотренных методов расчета не учтены граничные условия, которые могут существенно изменить сравнительную оценку долговечности различных материалов. Для всесторонней оценки сопротивления материалов термической усталости нельзя ограничиваться каким-либо одним методом (в частности, испытаниями на воздухе трубчатых образцов), необходимо использовать критерии, отражающие граничные условия теплообмена и теплофизические свойства материала. Для тонкостенных элементов, в которых деформации и напряжения не зависят от теплопроводности, сопротивляемость материала теплосмен можно оценивать по критерию [301 [c.168]

Для исследований были использованы различные по циклическому поведению материалы упрочняющиеся, разупрочняющиеся и стабильные. Все материалы испытывались в состоянии поставки. Основные формы используемых при проведении испытаний образцов представлены на рис. 2.1. При испытаниях с изотермическим нагревом применялись трубчатые образцы (рис. 2.1, а). При комнатных температурах испытания проводили преимущественно на образцах, представленных на рис. 2.1, б, в, причем первые ис- [c.30]

Аналогичные результаты были получены и при испытаниях трубчатых образцов из других материалов, а также при испытаниях сплошных цилиндрических образцов из стали на совместное кручение и растяжение. [c.84]

АЗ.1.1. Диаграммы деформирования. Основным видом испытаний по определению сопротивления упругопластическому деформированию являются испытания цилиндрических образцов при растяжении. Кроме того, находят широкое применение испытания при сжатии (в особенности для хрупких и малопластичных материалов) и на чистый сдвиг — при кручении трубчатых образцов. Испытания на растяжение регламентируются ГОСТ 1497-84 (СТ СЭВ 1194-78) — нормальные температуры, ГОСТ 9651-84 — повышенные температуры (до 1200 °С), ГОСТ 1150-84 — пониженные температуры. [c.64]

Для устранения или уменьшения трения предложены различные методы изготовление конических насадок с углом конуса, равным углу трения испытание на сжатие цилиндрических трубчатых образцов с осевыми отверстиями и вогнутыми торцами в виде входящих конических поверхностей с углом а, равным углу трения [21, 26]. Для испытания стали рекомендуется а = 4 6°, высота образца 1—-1,5 диаметра, диаметр отверстия — 0,3 диаметра образца (рис. 15.7). Чем меньше отношение /г/с(, тем ближе весь объем образца к сжимаемым торцам, тем больше влияние трения, тем меньше касательные напряжения, тем выше сопротивление пластической деформации, выраженное в сжимающих напряжениях (рис. 15.8). Именно влиянием трения объясняется очень высокое сопротивление пластической деформации тонких прокладок из свинца и алюминия, которые при большей толщине потекли бы при значительно меньших напряжениях. Этой же причиной объясняется высокое сопротивление пластической деформации мягких подшипниковых сплавов, залитых тонким слоем на стальную основу. Вследствие влияния трения условная диаграмма сжатия (зависимость нагрузки от высоты образца) дает при значительных пластических деформациях очень крутой подъем. Продольное разрушение путем отрыва при сжатии хрупких материалов обычно наблюдается лишь при тщательной смазке на торцах. [c.45]

В заключение отметим, что при испытании трубчатых образцов из пластичных материалов потеря устойчивости пластического деформирования зависит от ориентации главных напряжений по отношению к образующей. Так, по данным работы [97], предельные деформации при одноосном осевом растяжении могут превышать предельные деформации при одноосном растяжении в тангенциальном направлении, что экспериментально подтверждает влияние формы образца на деформационную способность испытываемого материала. [c.234]

Для низкотемпературных испытаний материалов при сложном напряженном состоянии используют диски, опертые по контуру [432], крестообразные [158, 556] и трубчатые [149] образцы. В последнем случае, как и при испытании натурных сосудов, основная сложность, особенно при весьма низких температурах, заключается в отсутствии приемлемой рабочей среды для создания высоких давлений. Применение газовых и парожидкостных сред связан( с решением сложных вопросов защиты. В качестве жидкой рабочей среды при температурах до —190° С могут быть использованы легкие фракции нефти, при более низких температурах — ожиженные газы. Специфические свойства этих сред требуют применения специальных средств предосторожности и сложных насосных комплексов. Задача усложняется еще и тем, что верхний предел достижимых давлений ограничен точкой затвердевания рабочего тела. Так, если азот при температуре —190° С затвердевает при давлении около 1000 кГ]см , то снижение температуры на 20° С приводит к уменьшению критического давления приблизительно в 60 раз. [c.266]

Образцы и измерительные ячейки. Измерения производят на плоских и трубчатых образцах твердых диэлектриков, имеющих такие же размеры, как и образцы для определения р. Однако толщина диэлектрика при выбранных диаметре плоского или длине трубчатого образца должна быть такой, чтобы емкость образца соответствовала паспортным данным измерительной установки, при которых гарантируется погрешность измерений не выше указанной. Обычно применяют образцы толщиной 0,5—3,0 мм, причем верхнее значение используют при испытаниях материалов с высоким 8 или при электродах большой площади. Погрешность измерения толщины I не должна превышать (0,0и-1- 0,002) мм. [c.506]

При нагружении ортотропных материалов направления действия главных напряжений и главных деформаций совпадают только в случае, когда направление действия главных напряжений совпадает с одной из главных осей упругой симметрии материала. Следовательно, при нагружении под углом 0° < 0 <90° к направлению укладки арматуры направления действия главных напряжений и главных деформаций всегда различны. Теоретические и экспериментальные исследования [147 ] показывают, что эта разность может достигать нескольких десятков градусов в зависимости от угла 0, напряженного состояния (одно- или двухосное нагружение) и степени анизотропии материала. Поэтому для определения направления главных деформаций использование одного или двух тензодатчиков, наклеенных под углом 0° и 90° к оси образца, недостаточно и следует применять розетку тензодатчиков. Это явление имеет место и при испытаниях на растяжение—сжатие трубчатых образцов, у которых угол намотки 0° <а <90°. В этом случае возможны большие погрешности, если осредняются показания тензодатчиков, наклеенных на наружной и внутренней поверхностях образца с различной укладкой арматуры. [c.79]

Точность обработки результатов эксперимента по формуле (4.4.18) зависит от правильности выбора относительной толщины трубчатого образца ЫВ, структуры исследуемого материала и взаимного расположения главных осей материала и прикладываемых нагрузок. Гипотеза плоских сечений, на основании которой получена зависимость для справедлива только для материалов, имеющих плоскость упругой симметрии, перпендикулярную продольной оси образца. Для других материалов необходимо считаться с погрешностью, которую вносит искривление поперечных сечений. Для сравнительно тонкостенных образцов (трубы из стеклопластиков для испытания на кручение имеют, как правило, кШ < 1/10 [212 ]) эта погрешность невелика. [c.161]

На рис. 35-Х1 показана установка со встроенным электрическим графитовым нагревателем для испытаний трубчатых образцов в агрессивных средах под давлением. С помощью такой установки можно испытывать материалы на ползучесть в агрессивных средах, иа герметичность и длительную прочность. [c.246]

Первое приспособление (к маятниковому копру) представляет собой сочетание нагревателя в виде трубчатой печи с медным сердечником, в которую помещают образец и термопару, и устройства, синхронизирующего попадание нагретого до заданной температуры образца на опоры маятникового копра с падением маятника [47]. Образец материала, нагретый до заданной температуры и выдержанный при этой температуре в течение 30 мин, выталкивается при помощи стержня из трубчатой печи на опоры и попадает под удар маятника. Ударную вязкость рассчитывают по работе, затраченной на разрушение нагретого образца, с учетом площади его рабочего сечения. При определении ударной вязкости может использоваться также установка для испытаний материалов на ударное растяжение при повышенных температурах, предложенная физико-механическим институтом АН УССР [46]. Установка снабжена маятниковым копром с П-образным молотом, оснащена неподвижной стабилизирующей камерой, на которой свободно посажена передвижная печь сопротивления. Базовой деталью яв- [c.32]

Метод испытания тонкостенных трубчатых образцов, подверженных действию комбинированных нагрузок (осевой силе, крутящему моменту и внутреннему давлению), наиболее широко распространен в практике механических испытаний материалов при плоском напряженном состоянии. Это объясняется прежде всего тем, что на трубчатых образцах обеспечивается широкий диапазон напряженных состояний и реализуются все возможные комбинации компонентов девиатора напря кений. [c.219]

Расчет базируется на использовании характеристик материала, полученных в результате испытаний на термическую усталость моделей с разными концентраторами напряжений по методике [118]. Он позволяет прогнозировать т моусталостное разрушение ди9ка, если реальный цикл его работы по своим температурно-временным параметрам близок к лабораторному, принятому при испытании моделей. Кривые термической усталости, полученные по методике [299] для плоских моделей для испытанных материалов, показали хорошее соответствие с результатами испытаний по методике Коффина на трубчатых образцах (рис. 7.17). [c.486]

Значительно сложнее в теории упругопластических процессов обстоит дело с исследованием закономерностей скалярных свойств материалов. На рис. 5.13 представлена зависимость 0(5) для двузвенных траекторий деформаций при испытании трубчатых образцов из стали 40 (см. рис. 5.9) с длиной первого звена 0 = 2% н So = 3,8%. Как видно, после излома имеет место нырок [c.107]

Трудности испытания полимерных композиционных материалов на сдвиг заключаются в том, что в образцах трудно обеспечить состояние чистого сдвига. Все известные методы испытания на сдвиг отличаются в основном способом и степенью минимизации побочных деформаций и напряжений, вследствие чего всем методам св014ственны некоторые физические и геометрические ограничения. Исключение составляет испытание трубчатых образцов, не вызывающее особых трудностей и позволяющее получать надежные характеристики предела прочности при сдвиге и модуля сдвига в плоскости укладки арматуры. Методика определения указанных характеристик при испытании трубчатых образцов изложена достаточно подробно в работе [78]. Испытание на сдвиг плоских образцов—более трудная задача в части создания необходимых устройств для нагружения. Современные композиционные материалы имеют, как правило, относительно небольшую толщину (1—3 мм). Нагружение на сдвиг пластинок или стержней такой толщины возможно только на установках малой мощности, но обладающих достаточной точностью. [c.42]

Кроме перечисленных выше методов в экспериментальной механике разрушения для определения предельной пластичности материалов используются более сложные методы испытаний одновременное кручение и растяжение сплошных образцов или трубчатых образцов с внутренним давлением, двухосное и трехосное растяжение, испыташ1е образцов с мягкой прослойкой, кольцевых образцов на радиальное сжатие и т. д. [c.21]

Ползучесть материала в условиях плоского напряженного состояния исследуют обычно на тонкостенных трубчатых образцах, нагруженных осевой силой внутренним давлением, варьируя, в основном, 1футящим моментом. Модернизация установок применительно к исследованию материалов с существенно различным сопротивлением растяжению и сжатию позволяет расширить возможности варьирования величиной и направлением осевой силы. Создана установка для испытаний на ползучесть при программном ступенчатом изменении крутящего момента, осевого усилия в тонкостенном трубчатом образце при температуре испытаний до 1273 К. [c.283]

Зависимости (4.21) и (4.31) были проверены на большом числе материалов и при различных условиях нагружения. Испытания были проведены при растяжении-сжатии с частотой около одного цикла в минуту и одного цикла за 10 мин в широком интервале температур. Для измерений деформаций использовались как продольные, так и поперечные деформометры. При этом были испытаны сплошные (цилиндрические и корсетные) и трубчатые образцы из котельной стали 22к (при температурах 20—450 С и асимметриях — 1, —0,9 —0,7 и —0,3, кроме того, образцы сварные и с надрезом), теплоустойчивой стали ТС (при температурах 20—550° С и асимметриях —1 —0,9 —0,7 и —0,3), жаропрочного никелевого сплава ЭИ-437Б (при 700° С), стали 16ГНМА, ЧСН, Х18Н10Т, сталь 45, алюминиевого сплава АД-33 (при асимметриях —1 0 -Ь0,5) и др. Все материалы испытывались в состоянии поставки. [c.95]

Нужно, наконец, упомянуть и о весьма обширном мемуаре Вертгейма о кручении ). Он подвергнул испытаниям цилиндры круглого и эллиптического сечений и призмы прямоугольного сечения, а в некоторых случаях также и трубчатые образцы. Материалами были сталь, железо, стекло, древесина. Из этих испытаний Вертгейм вновь пришел к заключению, что коэффициент поперечного укорочения (коэффициент Пуассона) равен не 1/4, а ближе к 1/3. Измеряя внутренний объем труб, подвергнутых кручению, Вертгейм нашел, что он ухменьшается с увеличением угла кручения (как это и должно быть, если учесть, что лродольные волокна принимают форму винтовых линий). Обсуждая результаты опытов по кручению брусьев эллиптического и прямоугольного профилей, Вертгейм, не зная о теории Сен-Венана, приходит, однако, в своих выводах к хорошему совпадению с этой теорией. Вместо теории Сен-Венана он применяет неудовлетворительную формулу Коши (см. стр. 135), вводя в нее поправочный коэффициент. Исследуя крутильные колебания, Вертгейм обратил внимание на то, что при малых амплитудах частота колебаний получается выше и что при весьма малых напряжениях величина модуля упругости может оказаться более пысокой, чем при больших напряжениях. [c.267]

Испытания образцов стеклотекстолита на растяжение и сжатие в основных направлениях проводились на испытательной машинь. ZST-3/3, предназначенной для исследования пОлзучести материалов. Испытания на чистый сдвиг и другие виды плоского напряженного состояния трубчатых образцов проводились на специальной установке, аналогичной описанной в работах [19] и [601 [c.166]

Тонкостенные трубчатые образцы иногда используются для испытания материалов при объемном напряженном состоянии. В этом случ е нагружение образца осуществляется как внутренним, так и наружным давлением. На рис. 110 показана конструкция устройства, разработанного на кафедре сопротивления материалов ЛПИ им. М. И. Калинина. Его прототипом является установка, описанная в работе [5101. Основные узлы устройства — испытательная камера, источник давления и контрольно-измерительная аппаратура. Максимальные значения наружного и внутреннего давления — 5000 кПсм , осевой силы — 35 000 кГ. Все нагрузки на образец осуществляются с помощью гидравлических систем. [c.234]

Современные волокнистые КМ с однонаправленной, слоистой и пространственной укладкой арматуры являются неоднородными существенно анизотропными материалами. Для этого класса материалов привычные термины — испытания на растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб — становятся бессодержательными без указания направления между нагрузкой и осями упругой симметрии исследуемого материала. Поэтому введены две системы координатных осей оси упругой симметрии материала (/, 2, 3) и оси нагружения (х, у, г для плоских образцов 0, г, г — для кольцевых и трубчатых образцов). Предпочтительно пользоваться методами, при реализации которых оси X, у, г (или 0, г, г) тп 1, 2, 3 совпадают. [c.189]

Исследование теплопроводности графитовых крупки и войлока проводилось в два этапа на отдельных образцах материалов и в условиях полупромышленной печи. Измерение теплопроводности в обоих случаях проводили методом стационарного радиального теплового потока, исходяш его от внутреннего нагревателя, представлявшего собой при испытании образцов графитовый стержень диаметром 20 мм и высотою 600 лш, а при испытаниях в полупромышленной печи — графитовый трубчатый разрезной нагреватель. [c.82]

Механич, характеристики ползучести и длит, прочности конструкц. материалов обычно определяют в опытах на растяжение или сжатие цилиндрич. образцов (одноосное напряжённое состояние) либо путём испытаний трубчатых или плоских образцов при разл. комбинациях нагрузок (сложное напряжённое состояние). Длительность испытаний зависит как от уровня нагрузок, гак и от задач использования данного материала в конкретных конструкциях. Она может колебаться от неск. минут (для решения техноп. задач обработки металлов, непрерывной разливки, ракетной техники) до сотен тысяч часов (стационарные турбины, строит, конструкции). [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...