Испытание на усталость при высоких температурах

Машины У КИТ-3000 и У КТ-3000 для испытания на усталость при высоких температурах Московского экспериментального завода испытательных машин и весов [153] предназначены для испытания на усталость при консольном симметричном изгибе образцов диаметром 8—10 мм при температурах от 800 до 1100 С с автоматическим контролем и записью температуры. [c.151]

ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.134]

Испытания на усталость при высоких температурах, соответствующих условиям эксплуатации, проводятся с целью определения гарантированных пределов выносливости (предельного числа циклов) с заданной степенью вероятности, используемых в расчетах на прочность [7, 8]. На рис. 1 представлена зависимость от температуры пределов выносливости некоторых сталей и сплавов при симметричном изгибе, определенных по средним значениям 10(вероятность Я=0,5). [c.134]

Повышение температуры испытания до температуры отпуска или температуры старения стали или сплава может повысить их сопротивление усталости вследствие деформационного старения при более высоких температурах сопротивление усталости снижается. Форма кривых усталости отражает сложные процессы структурных превращений в материале под действием переменных напряжений, температуры и времени (рис. 2). Так же, как и при комнатной температуре, испытания на усталость при высоких температурах характеризуются значительным рассеянием долговечности. [c.134]

При выборе формы образца для испытаний на усталость при высоких температурах руководствуются следующими соображениями [c.272]

Установки для испытания на усталость при высоких температурах [332, 386, 576, 603, 717, 770, 1074]. Как правило, установки, предназначенные для испы гания на усталость жаропрочных сплавов на воздухе прн температурах 1073... 1373 К, отличаются от машин для испытания на усталость при комнатной температуре лишь наличием соответствующих нагревательных камер. Обычно образцы нагревают в печах сопротивления с нагревательными элементами, изготовленными из жаропрочных сплавов. [c.78]

Для тех случаев, когда детали машин находятся в условиях совместного действия двух факторов — усталости и ползучести, предел длительной прочности должен определяться из испытаний на усталость при соответствующей температуре. Поэтому, при расчетах на прочность деталей машин и сооружений, работающих при высоких температурах, нужно различать следующие основные случаи. [c.581]

Сущность метода состоит в том, что пульсирующий воздушный поток подводится к консольно укрепленной лопатке [42, 43]. Лопатка крепится за хвостовик к массивному основанию. Пульсация воздушного потока создается прерыванием (затенением) струи, имеющей постоянную скорость, с частотой, равной частоте одной из форм собственных колебаний лопатки. Возникающие резонансные колебания лопатки усиливаются до необходимой амплитуды. Основная трудность использования этого метода заключается в поддержании частоты колебаний на заданном уровне с высокой точностью. Подобные установки получили распространение для исследования форм колебаний и при проведении кратковременных испытаний на усталость при комнатной температуре. Нагрев лопатки в данном случае затруднен из-за прокачки воздуха. [c.246]

Д.ЛЯ деталей ГТД основной спецификой первого этапа оптимизации технологии по критериям прочности яв.ляется необходимость моделирования при испытаниях на усталость весьма высоких эксплуатационных температур опасной зоны. В результате необходимо достаточно глубокое охлаждение патрона вибростенда для крепления образцов или деталей. Охлаждение диктуется не только стремлением повысить долговечность патрона, но и особыми требованиями к стабильности жесткости заделки j при испытаниях на высоких звуковых и ультразвуковых частотах циклов с ростом частоты быстро возрастает влияние упругой податливости заделки на уровень напряжений в образце а при фиксированном значении измеряемых амплитуд колебаний вершины образца А, а также на резонансную частоту /. [c.394]

Возможность ускоренной оценки влияния технологических факторов доказана при исследовании влияния режима термической обработки и вида чистового шлифования на характеристики рассеяния предела выносливости стали ЗОХГСА (работа проводилась совместно с Киевским политехническим институтом). Испытаниям на усталость при изгибе с вращением подвергались образцы из стали ЗОХГСА после закалки с высоким (630°С), средним (510°С) и низким (190°С) отпуском, шлифованные обычными наждачными и алмазными кругами до одинаковой степени чистоты поверхности (8-й класс). Определение характеристик рассеяния пределов выносливости, осуществленное по двум методам — экстраполяции кривых усталости и возрастающей нагрузки, показало, что среднее значение предела выносливости повышается при снижении температуры отпуска приблизительно в соотношении 1 1,3 1,6. При этом среднее квадратическое отклонение также увеличивается, а рассеяние, характеризуемое коэффициентом вариации, остается практически неизменным. Замена обычных кругов алмазными в случае шлифования до одинаковой степени чистоты, поверхности не отразилась существенно на указанных характеристиках при всех трех режимах термообработки. Достигнутая экономия времени (1,3-10 циклов при возрастающей нагрузке, вместо 4,7-10 при постоянной амплитуде напряжений) и образцов (90 шт. вместо 500 шт.) свидетельствует [c.188]

В исследованиях малоцикловой усталости при высокой температуре широко применяют образцы корсетной формы (рис. 12, б), которые испытывают в условиях контролируемой диаметральной деформации [46]. Используют такие образцы и для испытаний на термическую усталость, при этом в значительной степени устраняется связанная с неравномерностью распределения температуры по длине образца погрешность измерения фактических деформаций. [c.34]

Значительный интерес представляют испытания на малоцикловую усталость при высокой температуре и жестком режиме нагружения. Значения коэффициентов уравнений (5) и (6) по данным обобщения этих исследований приведены в табл. 5. 06- [c.72]

Выше указывалось, что при проведении испытаний на термомеханическую малоцикловую усталость при высокой температуре применяют два сравнительно простых режима комбинированный с длительной выдержкой (при Тп,а ) между отдельными циклами изменения температуры или деформации, т. е. цикл с ползучестью в условиях релаксации напряжений, и комбинированный с чередованием циклов изменения температуры или нагрузки (деформации) и периодов статического деформирования в условиях ползучести при постоянном напряжении. [c.171]

Кривая усталости при высоких температурах,, как и при испытаниях в условиях коррозии, не имеет асимптотического характера, и на ее форме сказывается общая длительность испытаний. [c.411]

Испытание на чистый изгиб. В машинах, работающих по схеме Мура, всегда предусматривается вращение испытываемого образца. За исключением машины типа Шенка (см. рис. 239) другие виды серийных машин, выпускаемых разными фирмами, для обычных испытаний, трудно приспособить к специфическим условиям испытаний при высоких температурах. Поэтому приходится конструировать и строить специальные машины для горячих испытаний на усталость, что осуществляется обычно самими испытательными лабораториями. Примером машины для горячих испытаний на усталость при чистом изгибе вращающегося образца может служить установка [94] ГИНИ (рис. 223). Машина имеет длину 2,75 м, ширину 0,5 м, высоту 1 ж и занимает площадь 1,4 Она состоит из трех одинаковых секций (на рис. 223 показана одна секция). Образец А вставляется в державки 1 и 5г, опирающиеся на шариковые подшипники 5] в В2. Державка посредством пружины Ж и зажимов 3 соединена с вялом мотора Л (мощностью 0,1 кет) и получает от него вращение, передающееся на образец и на державку Б2. Державка Бг [c.262]

В соответствии с допустимыми колебаниями температуры при горячих испытаниях на усталость для отсчета температур можно применять милливольтметры, дающие точность отсчета до + 3°, а для более высоких температур до +5°. [c.280]

Рассмотрим другие способы. Способ" ускорения определения сопротивления усталости сталей и сплавов с дисперсионным упрочнением на больших ресурсах и при высоких температурах (жаропрочные и другие материалы) заключается в том, что с целью сокращения длительности цикла испытаний на усталость испытаниям подвергают материал в состоянии, соответствующем его состоянию после термической обработки и после дополнительного старения при рабочей температуре в течение времени до начала разупрочнения материала, происходящего вследствие коагуляции упрочняющей фазы. [c.118]

В ЦНИИТмаше создан стенд для испытания на усталость лопаток турбин и компрессоров при одновременном воздействии изгиба и растяжения в условиях высоких температур и специальных сред с частотой от нескольких десятков до нескольких тысяч герц. [c.226]

Сопоставление результатов испытаний на усталость высокопрочной стали Г и мягкой раскисленной стали В показало, что, несмотря на существенную разницу прочностных и усталостных характеристик этих сталей при нормальной и пониженной температурах, полученных на гладких образцах, их пределы выносливости при наличии резкого концентратора напряжений и температуре —55 °С практически одинаковы, а при температуре —195°С мягкая сталь В обладает более высоким пределом выносливости. Наибольшие пределы выносливости при всех температурах были обнаружены у высокопрочной стали после закалки и отпуска (сталь Д). [c.105]

Высокая точность измерения величий, характеризующих режим нагружения. Такими величинами являются усилия, воспринимаемые образцом, или деформация образца (в зависимости от того, в каком режиме проводятся испытания— эластичном или жестком), а при испытании на усталость в специальных средах — температура, параметры агрессивных сред и др. [c.54]

Хотя противофазный и термоусталостный режимы упругопластического деформирования принципиально одинаковы (сжатие при высокой температуре цикла), отсутствие контролируемых ограничений деформаций при испытаниях на термоусталость предопределяет возможность одностороннего накопления деформаций, а следовательно, развитие значительных квазистатических повреждений. В результате смещение кривых термической усталости (сплошные линии) относительно базовой кривой малоцикловой усталости (штрихпунктирная линия), полученной при жестком противофазном нагружении, определяется прежде всего долей квазистатического повреждения. Выдержка при максимальной температуре цикла существенно снижает малоцикловую долговечность. Так, при размахе упругопластической деформации 0,3 — 1,0 % и Гд = 60 мин долговечность уменьшается в 3 — 10 раз по сравнению с базовой. [c.41]

При испытаниях на усталость при высоких температурах с асимметриеи Гшкла можно встретить два типа изломов усталостный с развитием трещины в основном через зерна (транскристаллитный) и длительный статический (интеркристаллитный). Последний наблюдается в тех случаях, когда статическое напряжение цикла сГст равно или больше предела длительной проч-иости за время т, равное продолжительности испытания. В этом случае на кривых усталости образуется перелом вниз (рйс. 4). [c.137]

При выполнении второго и третьего этапов оптимизации технологии деталей ГТД специфика, связанная с высокими эксплуатационными температурами, сказывается на выборе формы функции Д (Т) и программы технологических испытаний на усталость. Например, лопатки достаточно большого числа соседних ступеней часто выполняют одинаковый по содержанию технологический процесс, но имеют существенно отличающиеся резонансные частоты. Еще в большей степени это относится к аналогичным лопаткам разных ГТД или даже к модификациям одной Л1ашины. Образцы для всех аналогичных по конструкции и технологии лопаток ввиду их высокой трудоемкости изготовления и чрезвычайно обширной программы технологических испытаний, необходимых для оптимизации, целесообразно принять одинаковыми. Сами испытания на усталость желательно вести на одной частоте циклов, используя верхнее значение из диапазона частот рассматриваемых лопаток или даже форсированное значение частоты /ф для снижения па порядок сроков разработки нового технологического процесса. При этом по крайней мере для части лопаток сокращается время пребывания образцов для испытания на усталость при высоких эксплуатационных температурах. Чтобы компенсировать влияние данного фактора, перед испытаниями на усталость или в его прерывах можно выполнять операции нагрева и выдержки деталей в печи при эксплуатационных темпера-турах [c.396]

Испытание материалов на усталость при высоких температурах проводили в специальных высокотемпературных электропечах сопротивления. Печи трехсекционные с нагревательными элементами из модифицированного сплава ЭИ626 позволяют нагревать образцы до 1200° С и обеспечивают равномерное распределение температурного поля по всей поверхности испытуемого образца [c.175]

Наплавка рабочей поверхности инструмента для горячей деформации металлов занимает все больший объем в процессах его изготовления и восстановления. Существующие методы оценки износостойкости нанлавленных металлов и сплавов при трении в условиях теплосмен предусматривают наряду с замером твердости при высоких температурах проведение раздельных испытаний на сопротивление термической усталости (разгаростойкость) и изнашивание в процессе трения при рабочих температурах. Повышение твердости рабочей поверхности инструмента, с одной стороны, благоприятно влияет на повышение износостойкости, с другой — приводит к снижению разгаростойкости, т. е. к появлению и развитию трещин термической усталости, усугубляющих износ. При проведении раздельных испытаний на изнашивание при высоких температурах и на разгаростойкость двоякая роль повышения твердости не позволяет определить ее оптимальную величину. [c.15]

Разработана установка для испытаний на круговой изгиб и на кручение в коррозионной среде, камера для испытаний на коррозионную усталость при высоких температурах и давлении, установ-ка для коррозионно-механических испытаний трубчатых образцов при переменчых температурах в циркуляционном контуре. [c.252]

Испытания на усталость при симметричном изгибе с вращением малых цилиндрических образцов (при комнатной и высоких температурах) трубчатых образцов (при комнатной температуре) проводили на машинах типа Я-8М и УИПМ-20 при частоте нагружения 3000 и 2850 колебаний в минуту. [c.183]

Исследований, в которых У-интеграл применяется для анализа распространения трещины при малоцикловой усталости при высоких температурах, очень мало. На рис. 6.38 представлены результаты испытаний на распространение трещины в нержавеющей стали 316 при зависящей от числа циклов нагружения (см. рис. 6.28) усталости при высоких температурах и v 5 цикл/мин в зависимости от ДУ. В данном случае способ определения ДУ несколько отличается от способа Доулинга. Как показано на рис. 6.37, справа, авторы применяют [25 I диаграмму нагрузка — раскрытие центра трещины Р — V). Это вызвано тем, что для исследования применяли образцы со сравнительно короткой, мелкой трещиной относительно ширины образцов, поэтому (см. разд. 5.3.5) более точную величину У-интеграла можно определить, используя раскрытие центра трещины V вместо раскрытия точки приложения нагрузки б. Приняли, что линия от точки а до [c.222]

Испытания на усталость при колебаниях по высшим формам являются наиболее трудными из-за возрастания необходимой мощности возбуждения, трудности создания добротного механического колебательного контура. Поэтому испытания при высоких (4—10 кгц) частотах лучше проводить на маг-нитострикционных установках или возбуждением колебаний пульсирующей воздушной струей. Измерение напряжений в лопатке затрудняется вследствие, большой неравномерности деформаций, контроль напряжений часто возможен только по тензодатчикам в связи с малыми перемещениями по этой же причине датчик обратной связи в прежнем выполнении становится малочувствительным, что требует изыскания новых способов поддержания амплитуды на заданном уровне. Этим можно объяснить пока слабое распространение испытаний на усталость при колебаниях по высшим формам при высокой температуре. [c.249]

С повышением температуры иредел усталости конструкционных сплавов снижается тем в большей степени, чем больше время нагружения. Кривые усталости при высоких температурах, построенные в полулогарифмической системе координат (ст — lg Щ отличаются от кривых усталости при комнатных температурах (п. 24) отсутствием горизонтального участка (фпг. 228). При высоких температурах поэтому не представляется возможным говорить об определенном (истинном) пределе усталости (аналогия с пределом коррозионной долговечности — п. 35). В качестве характеристики усталостной прочности в этом случае приходится принимать условный предел усталости — на- пряжение, вызывающее разрушение за определенное количество циклов нагружения. Эта условная величина зависит как от продолжительности испытаний (количества циклов), так и от температуры испытания. Чем выше температура, тем больше степень падения предела усталости с увеличением числа циклов нагружения (фиг. 228). [c.307]

В ИПП АН УССР [3] разработана установка для испытаний на усталость в вакууме при весьма высоких температурах до 3000 К, предназначенная для исследования тугоплавких металлов. [c.154]

Это устройство с индикаторными виброметрами не уступает по точности устройству на базе про волочных тензорезисторов. Оно может быть использовано при испытаниях на усталость в коррозионных средах, в условиях высоких и низких температур и т. д. [c.195]

Разработана [154] электродинамическая установка длк испытания на усталость лопаток турбин и компрессоров в условиях высоких температур. Частота нагружения от 200 до 3000 Гц, температура испытания до 1200°С. Испытания на усталость замковых соединений лопаток турбин и компрессоров проводят при совместном действии статического растяжения и переменного изгиба на машине резонансного типа [50]. Установка УЛ-(1 предназначена для исследования усталостной прочности лопаток и образцов в резонансном режиме [3]. Разновидностью электромагнитной установки для испытания лопаток является выпускаемая в ЧССР машина Турбо . Лопатки турбомашин испытывают на резонансных частотах Возбуждение колебаний лопаток может осуществляться пульсирующей воздушной струей [50]. Создана многообразцовая электромагнитная машина для испытания на усталость лопаток при одновременном статическом растяжении в условиях высоких температур и специальных сред, а также установка для испытания на усталость диска турбины с укрепленными на нем лопатками с электродинамическим возбудителем колебаний. Имеются установки для испытания лопаток и образцов при растяжении и изгибных колебаниях, а также на термическую уста-лость . [c.226]

В испытаниях на термическую усталость с варьируемой жесткостью нагружения [4,5, 10] это связано прежде всего с режимом неизотермического малоциклового нагружения (жесткость нагружения, уровень максимальной температуры цикла, скорость нагрева и охлаждения, длительность выдержки) и определяется различным сопротивлением статическому и циклическому деформированию частей образца, нагретых в разной степени из-за продольного градиента температур, и протеканием реологических процессов на этапе выдержки при высокой температуре [4, 10]. На рис. 4, б показано, что зффект одностороннего накопления деформаций существенно проявляется в характерной для малоцикловой усталости области чисел циклов (до 10 ) и в определенных условиях (большая жесткость нагруяшния — до 240 Т/см и длительная выдержка — до 60 мин), возможно накопление перед разрушением деформаций, близких к величинам статического однократного разрыва (кривые 7,5, 5) при соответствующем времени деформирования в условиях неизотермического нагружения. При этом реализуется смешанный или квазистатический (длительный статический) характер малоциклового разрушения. [c.40]

При малоцикловом нагружении в условиях концентрации на-иряжений, когда уровень нагрузок, приводящих к возникновению и развитию усталостных трещин, более высокий, чем при обычной усталости, величина дополнительных напряжений от кручения ста-ношгтся достаточной, чтобы оказывать за.метное влияние на меха-Ш13.М роста трещины. В рассматриваемом случае это влияние было облегчено тем, что испытания проводили при высокой температуре, способствуюхцей более свободному протеканию сдвиговых деформаций. [c.295]

Общая для всего мира тенденция улучшения рабочих параметров ГТД за счет увеличения степеней сжатия как следствие приводит к появлению большого числа коротких лопаток с собственными частотами колебаний даже по первой форме в области высоких звуковых частот циклов. Увеличение частоты / при данном ресурсе эксплуатации Тэ автоматически приводит к росту циклической наработки N. Поскольку ресурс Тэ также имеет тенденцию к росту, увеличивается относительное число усталостных повреждений среди возможных нарушений работоспособности деталей ГТД. Стала актуальной проблема оптимизации технологии коротких лопаток и связанных с ними элементов дисков по характеристикам сопротивления усталости на высоких звуковых частотах и эксплуатационных температурах, которые, как и частота нагружения, становятся все более высокими. Из-за жестких требований к весу деталей и сложности их конструкции в каждой из них имеет место около десятка примерно равноопасных зон, включающих различные по форме поверхности и концентраторы напряжений гладкие участки клиновидной формы, елочные пазы, тонкие скругленные кромки, га.лтели переходные поверхности), ребра охлаждения, малые отверстия, резьба и др. Даже при одинаковых методах изготовления, например при отливке лопаток, поля механических свойств, остаточных напряжений, структуры и других параметров физико-химического состояния поверхностного слоя в них получаются различными. К этому следует добавить, что из-за различий в форме обрабатывать их приходится разными методами. Комплексная оптимизация технологии изготовления таких деталей по характеристикам сопротивления усталости сразу всех равноопасных зон без использования ЭВМ невозможна. Поэтому была разработана система методик, рабочих алгоритмов и программ [1], которые за счет применения ЭВМ позволяют на несколько порядков сократить число технологических испытаний на усталость, необходимых для отыскания области оптимума методов изготовления деталей, а главное строить математические модели зависимости показателей прочности и долговечности типовых опасных зон деталей от обобщенных технологических факторов для определенных классов операций с общим механизмом процессов в поверхностном слое. Накапливая в магнитной памяти ЭВМ эти модели, можно применять их для прогнозирования наивыгоднейших режимов обработки новых деталей, которые в авиадвигателестроении часто меняются без трудоемких испытаний на усталость. Построение [c.392]

Первое свойство — это способность выдерживать не разрушаясь переменные нагрузки при высоких температурах характеристикой его является условный предел выносливости, определяемый при заданной температуре и символически обозначаемый так сГшбоо- Индекс W указывает на то, что данное напряжение является условным пределом выносливости, второй числовой индекс указывает продолжительность испытания в часах. Можно поставить цель — исключить возможность разрушения от усталости. Тогда достаточно добиться того, чтобы условные пределы выносливости (с шюо. продолжительности испытания пределы длительной прочности (сгщо, Osoo. ) [c.310]

Режим малоциклового неизотермического нагружения существенно влияет на малоцикловую долговечность конструктивного элемента. Сравнение кривых 2 к 4, полученных с помощью МКЭ, показьшает, что смещение кривой 4 для синфазного неизотермического нагружения относительно кривой 1 ддя изотермического режима связано с недостаточным проявлением в полуцикле сжатия (при низких температурах) эффекта залечивания повреждений, возникающих в полуцикле растяжения за пределами упругости при высокой температуре, а снижение малоцикловой долговечности в этом случае (на порядок и более) достаточно хорошо подтверждается данными испытаний образцов на малоцикловую усталость. [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...