Методы испытания материалов на усталость

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]

Методы испытания материалов на усталость [c.245]

Такая оценка не всегда может быть сделана по значениям механических характеристик, определяемым методами механических испытаний. Поэтому разработка и применение специальных методов испытания материалов на изнашивание для определения их износостойкости в различных условиях трения столь же необходимы, как и постановка специальных лабораторных испытаний при оценке жаропрочности, сопротивления усталости и других характеристик служебной прочности. [c.229]

Существующие методы испытания материалов на термическую усталость можно классифицировать по трем основным группам. [c.25]

Приведенные в настоящем разделе экспериментальные установки и методы исследования, разработанные в ЦНИИТМАШе, предназначены для воспроизведения режимов испытания материалов на термическую усталость с учетом основных факторов и особенностей их работы в теплоэнергетике. [c.58]

Оборудование и метод испытания на термическую усталость при сложнонапряженном состоянии. При выборе метода испытаний материала на термическую усталость при сложнонапряженном состоянии необходимо учитывать реальную напряженность в нем и необходимость получения количественной оценки сопротивления материалов в этих условиях. Кроме того, испытания должны быть сравнительно простыми для проведения их в обычной лаборатории горячих механических испытаний без использования сложного теплотехнического оборудования. Исходя из этого был выбран метод испытания на термическую усталость при растяжении и сжатии с кручением. [c.58]

В последней главе рассмотрены механические свойства материалов. Здесь внимание направлено скорее на общие принципы, чем на описание стандартных методов испытаний материалов. Изложены результаты новейших исследований механических свойств монокристаллов и указано их практическое значение. Такие вопросы, как усталость металлов и их прочность при высокой температуре, представляют значительный практический интерес при проектировании современных машин. Эти вопросы трактуются главным образом со ссылками на новейшие достижения в этих областях. [c.7]

Индикаторы среды предназначены для контроля среды, в которой проводят усталостные испытания, например, всеклиматические испытания авиационных материалов и конструкций, во время которых определяют влияние погоды, в том числе атмосферных осадков на усталость материалов. Принцип действия индикатора состоит в том, что на поверхности контролируемого материала располагают торцы световодов, по которым посылают зондирующие световые импульсы с известной характеристикой преобразованные средой импульсы возвращаются по соседним световодам в анализатор, где с помощью известных оптических методов определяется разновидность среды (дождь, туман, снег, гололед, солнечная радиация) и фиксируется ее качественный и количественный состав. [c.308]

Методы испытания на основе механики разрушения использованы для оценки вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости материалов для сосудов под давлением в космической технике, емкостей для жидкого природного газа и материалов для сверхпроводящих электрических машин. Имеется несколько обзоров по вязкости разрушения при низких температурах в работе [49] приведены данные по Ki материалов авиакосмической техники в интервале температур 20—300 К, в обзоре [50] — характеристики высокопрочных сплавов, в работе [51] — свойства криогенных никелевых сталей. Данные по скорости роста трещины усталости при 4 К содержатся в обзоре [52]. Скорость роста трещины различных материалов при охлаждении уменьшается, за исключением сталей при температурах ниже температуры хладноломкости. Свойства [c.24]

В этой книге имеется огромная библиография (506 литературных названий) по общим вопросам и истории испытаний, по механическим свойствам материалов, по измерениям и измерительной технике, по испытаниям на статическое растяжение и сжатие, сдвиг и изгиб, на твердость, по испытаниям на удар и усталость и, наконец, по неразрушающим методам испытаний и свойствам отдельных классов материалов (металлы, древесина, бетон, кирпич, пластмассы). [c.316]

Больших А. С. Методика измерения динамических нагрузок в автоколебательных машинах для испытания на усталость образцов материалов и деталей двигателей. — В кп. Технологические методы повышения качества деталей и узлов авиадвигателей. М. Оборонгиз, 1961, с. 37 — 70. (Труды МАИ, Кя 140). [c.189]

Разработка и совершенствование методов испытаний на термическую (термомеханическую) малоцикловую усталость металлов и жаропрочных сплавов имеет существенное значение при получении базовых расчетных характеристик деформирования и разрушения материалов и является основой для оценки несущей способности элементов теплонапряженных и высоконагруженных конструкций обоснования выбора материала конструкций, работающих при термомеханическом и термоусталостном нагружениях прогнозирования долговечности конструкций оценки роли технологических факторов (литья, покрытия и т.п.). [c.127]

В зависимости от формы образцов методы испытания можно разделить по характерным группам. Широко распространены методы испытания на термическую усталость плоских образцов с концентраторами из листовых материалов, в которых получают в основном сравнительную оценку сопротивления термоусталости высокожаропрочных сплавов для камер сгорания газотурбинных установок. [c.31]

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]

Первые два способа — применение теории упругости или оптического метода — дают близкие друг к другу величины к это понятно, так как в обоих случаях результаты исследования относятся к изотропному упругому материалу между тем величины а , определенные при помощи испытаний на усталость, оказываются для некоторых х ортов материала хромоникелевая сталь, углеродистая сталь высокого сопротивления) близкими к полученным первыми двумя методами, а для некоторых (малоуглеродистая сталь) значительно пониженными. Оказалось, что коэффициент концентрации зависит не только от формы детали, но и от материала образца. Он тем ниже, чем материал пластичнее. Известное объяснение этому обстоятельству дано уже в 16 пластические свойства материала образуют своеобразный буфер, смягчающий в той или иной степени эффект местных напряжений. [c.549]

Усталостной долговечностью во многих случаях считают число нагружения до полного разрушения образца. Однако обычно усталостной долговечностью называют число циклов нагружения до повреждения Nf, при котором растягивающая нагрузка падает на несколько процентов по отношению к устойчивому состоянию. Это вызвано тем, что в некоторых случаях при росте трещины становится невозможным игнорировать периодическое раскрытие трещины при нагружении, хотя, в частности, в пластичных материалах скорость распространения трещины уменьшается, разрушение не достигается. В Японии в качестве усталостной долговечности Nf часто рассматривают [25] число циклов нагружения при котором растягивающие напряжения уменьшаются до 3/4 максимальной величины, при этом образуется устойчивая петля гистерезиса. Среди других методов испытаний следует указать [52] метод испытаний на термическую усталость, установленный Комитетом по высокотемпературной прочности Японского общества материалов. Этот метод вполне можно считать подходящим для применения в исследованиях. [c.229]

ДЛЯ более пластичных материалов, натурных проб, образцов, подвергаемых обычным испытаниям на усталость, и т.д. можно, применяя специальные метод фиксации величины напряжения и длины трещины в момент перехода ее к нестабильному развитию в условиях плоско-деформированного состояния. Образец, используемый для определения параметра Ki при изгибе, показан на рис. 13. [c.32]

Таким образом, как показали экспериментальные проверки [25], метод определения предела выносливости путем последовательного ступенчато возрастающего во времени нагружения одного образца дает удовлетворительные результаты, если требуется установить соответствие между усталостной прочностью данного образца и ее нормативами, полученными в результате обычных длительных испытаний на усталость партий аналогичных образцов. Это может оказаться необходимым либо при текущем контроле качества поставляемого металла, ответственных серийных деталей или изделий, либо в целях оценки возможных изменений в конструкции деталей, технологии их изготовления или в материале. [c.105]

Помимо рассмотренных и ряда не нашедших освещения в данной главе приборов, аппаратов, установок и методов, применяемых при изучении различных видов эрозионного разрушения, существует еще множество косвенных методов, использующих оригинальную аппаратуру для установления характеристик металлов и среды в процессе эрозии. Сюда относятся установки и методы испытания на термическую усталость очень широкий класс приборов и установок для определения прочностных характеристик металлов и сплавов при высоких и сверхвысоких температурах разнообразная аппаратура для определения теплофизических констант металлов, особенно при высоких температурах методы определения прочности сцепления эрозионно-стойкого покрытия с основным металлом высокочастотная аппаратура для получения весьма высоких температур аппаратура для изучения свойств материалов в вакууме и при сверхвысоких давлениях различные установки для изучения гидродинамических, газодинамических и электродинамических процессов и многое, многое другое. [c.130]

Много дополнений было сделано в главе о механических свойствах материалов, и одна эта глава теперь содержит свыше 160 страниц. Цель такого расширения главы заключается в сосредоточении внимания на новейших достижениях в области экспериментального изучения свойств строительных материалов. Рассмотрены следующие вопросы 1) влияние несовершенств на предел прочности хрупких материалов и масштабный эффект 2) сравнение результатов испытаний образцов из монокристаллов и поликристаллов 3) испытание материалов в условиях плоской и пространственной задачи и различные теории прочности 4) сопротивление удару 5) усталость металлов при различных напряженных состояниях и методы повышения сопротивления усталости частей машин 6) сопротивление материалов при высоких температурах, явление ползучести и использование данных испытаний ползучести при проектировании. Для читателя, который желает расширить в дальнейшем свои познания в этих вопросах, будут полезны многочисленные ссылки на новейшую литературу. Наконец, в заключительном параграфе книги приводятся достаточно подробные сведения для надлежащего выбора рабочих напряжений. [c.10]

Результаты испытаний на усталость обычно весьма разрознены. Чтобы улучшить их изложение и истолкование, некоторыми исследователями было рекомендовано использование стати стич ских методов. См. Симпозиум по статистическим аспектам усталости, Американское общество испытания материалов, 1951. [c.393]

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]

Расчеты на прочность. Метод испытания материалов на термическую усталость при неоднородном тепловом и термонапряженном состояний Методические рекомендации, МР136-84. - М. 1985. - 54 с. [c.584]

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]

Применение более коррозионно-стойких материалов позволяет повысить предел коррозионной усталости элементов бурового оборудования. Ниже приведены сравнительные данные по пределу усталости конструкционных материалов на воздухе и в среде бурового раствора состава глинистый отстой с 3% Na l, 5% КССБ (сульфит спиртовая барда), 0,5% П79 (20%-ный раствор Альфоно-ла-79 в дизельном масле). Данные приведены для капельного метода подвода раствора к поверхности образца при базе испытания 10 циклов. [c.112]

Представлена краткая история и обаор модифицированной механики раз рушения Гриффитса — Ирвина. Подчеркнуто значение коэффициента интенсивности напряжений и скорости высвобождения энергии деформирования в механике разрушения изотропных и анизотропных материалов. Кратко изложена эмпирическая трактовка процесса усталостного роста трещины в изотропной среде. Затем перечислены противоречия между основными предпосылками классической теории разрушения и особенностями протекания процесса разрушения в многофазных слоистых материалах. Тем самым показана необходимость некоторого смягчения исходных предпосылок теории разрушения, которое позволило бы создать практически применимые подходы для решения задач разрушения композитов. Очень кратко, вследствие неприменимости непосредственно к решению инженерных задач, изложены основные результаты, полученные при помощи методов микромеханики, позволяющих исследовать процессы взаимодействия между трещиной, волокном и связующим в бесконечной среде. Далее огшсаны основные концепции современных макромеханических подходов для описания процесса разрушения композитов. Отмечено, что все подходы, расчеты по которым находятся в соответствии с экспериментальными данными, исключают из рассмотрения нелинейную зону или зону разрушения у кончика трещины. Более сложные теории (с учетом критического объема, плотности энергии деформирования) наилучшим образом согласуются с экспериментами на однонаправленно армированных композитах, когда трещины распространяются параллельно волокнам. Эти теории также хорошо описывают нагружение слоистых композитов под углом к направлению армирования, когда преобладающее влияние на процесс разрушения оказывает растрескивание полимерной матрицы. Расчеты по двум приближенным теориям (гипотетической трещины и критического расстояния) и комбинированному методу (модель тонкой пластической зоны) сравниваются с данными, полученными при испытании слоистых композитов с симметричной схемой армирования [ 6°]s. Приведены данные о хорошем соответствии степенной аппроксимации, применяемой для описания скорости роста трещины, результатам испытаний на усталость слоистых композитов с концентраторами напряжений. [c.221]

Исследования на установке ИМАШ-10-68 образцов двухслойной стали СтЗ + Х18Н10Т, изготовленной по методу литого плакирования, показали, что микрорельефы, возникающие как в материале основы, так и в плакирующем слое, при воздействии циклической нагрузки имеют характер, во многом аналогичный изменениям структуры, происходящим в условиях статического растяжения. Например, в интервале температур от 20 до 400° С в обоих слоях биметалла, как и при статической деформации, наблюдаются преимущественно процессы сдвигообразова-ния. На рис. 134, а—е приведены микрофотографии полос скольжения, образовавшихся на поверхности основного слоя биметалла СтЗ + -f- Х18Н10Т, подвергнутого испытанию на усталость при 20,400 и 800°С после воздействия = 6 -10 циклов нагружения. Возникновение более широких по сравнению со статической деформацией грубых полос [c.227]

В связи с трудностями определения характеристик трещиностой-кости для пластичш,1х материалов (отсутствие испытательного оборудования, большие габариты образцов, сложная методика) предложено много методов опреде.тепия трещиностойкости мета.тлов К с) - через механические характеристики и параметр структуры [2—4], по результатам испытаний на усталость при круговом изгибе [5], по критической длине трещины при испытаниях на усталость [1, 5, 7], по скрытой теплоте плавления и размерам ямок [7], по параметрам зоны вытяжки, определяемой методами количественной фрак-тографии [81, и др. В работе [4] приведен краткий обзор взаимосвязи характеристик трещиностойкости с другими характеристиками. [c.195]

Критерием сопротивления материала коррозионной усталости служит количество циклов нагружения, которое выдерживает материал до разрушения, или же время до разрушения. Одновременно необходимо указывать условия испытания вид нагружения, среду, частоту, величину деформации или велич1шу напряжений. В настоящее время известно большое количество методов и конструкций установок для исш.1таний материалов на коррозионную усталость в различных средах и при различных условиях нагружения [18,71]. [c.48]

Непосредственное слежение за изменением напряжений может осуществляться с помощью устройств, предназначенных для программных испытаний, однако в весьма ограниченных масштабах в связи с необходимостью синхронной работы возбудителя и программирующего устройства. Кулачковые механизмы также не могут быть рекомендованы, так как их применение в значительной степени снижает производительность оборудования, и, что очень существенно, с помощью вращающегося кулачка можно воспроизвести только один какой-либо закон изменения напряжений и лишь с малым числом экстремумов в одном периоде. Поэтому нашел распространение второй метод воспроизведения бигар ионических нагрузок— возбуждение и суммирование синусоидальных составляющих. Этот метод был положен в основу создания первой бигармониче-ской машины для испытания на усталость материалов при двухчастотном нагружении с соотношением частот гармонических составляющих 2 1 3 1 и 3 2 [3]. [c.132]

В целом книга Дж. Нотта оставляет хорошее впечатление. В ней после краткого тщательно продуманного описания расчета напряжений у вершины надреза и трещины рассмотрены практические методы испытаний на вязкость разрушения, механика разрушения пластичных материалов, переход от хрупкого скола к вязкому разрушению и приложение механики разрушения к росту трещин в условиях усталости и коррозии под напряжением. Везде, где это возможно, дается физическая картина явления [c.6]

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]

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]

Рассеяние пределов выносливости оцениваемое средним квадратическим отклонением пределов выносливостипри испытаниях на усталость методом ступенчатого повышения напряжений , снижается с ростом а,. На рис. 2.16 приведена зависимость отношения средних квадратических отклонений S JS, и коэффициентов вариации v /v для стали 13Х11Н2В2МФ и титанового сплава ВТЗ-1 от a,j при симметричном изгибе (здесь индексом н обозначены величины, относящиеся к образцам с надрезом). Среднее квад ратическое отклонение для данных материалов снижается в образцах с концентрацией напряжения по сравнению с гладких образцов в два. .. пять раз приа З. Рассеяние пределов выносливости у гладких образцов большого диаметра меньше, чем у образцов стандартного размера [69]. [c.52]

Повышение качества и надежности конструкционных материалов связано, в частности, с разработкой новых методов испытаний на усталость, когда стадии зарождения трещины и ее распространения изучают раздельно. Перспективным является использование для этих целей высокоскоростной испытательной машины ТУРБО-8, предназ> каченной для испытаний образцов металла при консольном изгибе в режиме автоколебаний [365]. [c.278]

Была опробована данная экспериментальная система при испытании на усталость различнь>х констру15Ционных материалов исследовано разрушение при циклическом агружении новых биметаллических материалов испытана система автоматизации. метода регистрации процесса повреждаемости при циклическом нагружении применительно к испытательной машине ТУРБО-8 разработаны рекомендации по повышению надежности машины ТУРБО-8 и созданию на ее основе нового автоматизированного испытательного комплекса. [c.278]

Интерес к проблеме усталостного разрушения металлических материалов, на наш взгляд, связан со следующими причинами. Во-первых, с важностью проблемы усталостного разрушения ответственных металлических конструкций. Например, ресурс планера и двигателей современных самолетов связан с усталостной долговечностью и т.д. Второй причиной является то, что хрупкому разрушению металлических конструкций на практике часто предшествует подрастание усталостной трещины, что существенно снижает несущую способность. В-третьих, использование подходов механики разрушения позволило в последнее время достигнуть значительных успехов в оценке и прогнозировании трещиностойкости и долговечности металлических материалов и конструкций. В том случае, когда в конструкции или в детали наличие трещин недопустимо, определение порогового коэффициента интенсивности напряжений позволяет оценить размер допустимого металлургического или технологического дефекта для случая циклического деформирования. В-четверть1х, методы испытаний на усталость и циклическую трещиностойкость, так же как и методы определения ударной вязкости, оказались чувствительными к структурному состоянию материала- Кроме того, при проведении усталостных испытаний методически легче проследить кинетику накопления повреждений. [c.3]

Стандартизация допусков на выходные параметры изделий Стандартизация решает многие вопросы, связанные с оценкой и повышением надежности изделий и регламентацией методов их производства, эксплуатации и испытания. Особое место с позиций расчета, прогнозирования и достижения необходимого уровня надежности занимают стандарты, которые регламентируют значения выходных параметров материалов, деталей, узлов и машин и устанавливают классы изделий, отличающиеся по показателям качества. Так, установление классов (степеней) точности (квали-тетов) при изготовлении деталей является регламентацией геометрических параметров изделия, классы шероховатости (ГОСТ 2789—73) разделяют все обработанные поверхности на категории по геометрическим параметрам поверхностного слоя. Стандарты и технические условия на различные марки материалов устанавливают предельные значения или допустимый диапазон изменения их механических характеристик — предела прочности, текучести, усталости, относительного удлинения, твердости и др. Стандарты устанавливают также значения для выходных параметров отдельных деталей сопряжений и механизмов (например, запас прочности конструкций, точность вращения подшипников качения), узлов, систем и машин. Так, например, имеются классы точности для металлорежущих станков, регламентированы тяговые усилия и КПД двигателей, уровень вибраций и температур для ряда машин и т. п. Эти нормативы являются необходимым условием для оценки параметрической надежности изделий и определяют исходные данные при прогнозировании поведения машины в различных условиях эксплуатации. [c.426]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...