 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Испытания на усталость
|
|
Большинство разрушений деталей и конструкций при эксплуатации происходит в результате циклического нагружения. Металл, подверженный такому нагружению, может разрушаться при более низких напряжениях, чем при однократном плавном нагружении.
Процесс постепенного накопления повреждений в материале при действии циклических нагрузок, приводящий к образованию трещин и разрушению, называют усталостью. Свойство материалов противостоять усталости называют выносливостью.
На рис. 2.18 приведена типичная схема испытаний на усталость с соответствующими циклами напряжений. Согласно схеме, циклическое нагруже-ние осуществляется подвешенным неподвижным грузом при вращении кон-сольно закрепленного образца (рис. 2.18, а). Цикл напряжений — это совокупность переменных значений напряжений за один период Т их изменения. За максимальное напряжение цикла стшм принимают наибольшее по алгебраической величине напряжение, а за минимальное amin — наименьшее по
|
(~pj7 ,Л
\
а б
Рис. 2.18. Пример испытаний на усталость:
а — схема нагружения образца (/ — вращающийся шпиндель; 2 — образец, 3 — нагружающий подшипник); б — циклическое изменение напряжения а в образце
алгебраической величине напряжение. Цикл характеризуется коэффициентом асимметрии /^ = GmjB/ama. Если la^ | = |сттю1> то R = -1 и цикл в этом случае называют симметричным (рис. 2.18,6). Если | а,^ | * | стш,х |, то цикл называют асимметричным.
Сопротивление усталости характеризуется пределом выносливости aR, под которым понимают максимальное напряжение, которое не вызывает разрушения образца при любом числе циклов (физический предел выносливости) или заданном числе циклов (ограниченный предел выносливости). Предел выносливости при симметричном цикле обозначается а.,.
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).
Переход кривой усталости в горизонталь наблюдается обычно на сталях после 107 циклов нагружения. Для цветных сплавов это значение составляет обычно 108 циклов нагружения. Ордината, соответствующая постоянному значению отх, является физическим пределом выносливости. Но могут быть случаи, когда и после указанного числа циклов кривая усталости не переходит в горизонталь, а продолжает снижаться. Тогда N = 107 для сталей и N = 108 для цветных сплавов принимают за базу испытаний и при указанных числах циклов определяют ограниченный предел выносливости.
|
|
N
IgJV
Рис. 2.19. Диаграмма усталости в различных координатах для материалов, имеющих (7) и не имеющих (2) физического предела выносливости
Изложенная выше методика испытания материалов относится к испытаниям на многоцикловую усталость, когда используются большая база испытаний (до 107—108 циклов) и высокая частота нагружения (до 300 Гц). Однако в технике имеют место испытания и на малоцикловую усталость, отражающие условия эксплуатации конструкций, подвергающихся воздействию сравнительно редких, но значительных по величине циклических нагрузок. Испытания на малоцикловую усталость проводятся при сравнительно малой частоте нагружения (3—5 Гц) на базе, не превышающей 5-Ю4 циклов.
Дата публикования: 2014-10-25; Прочитано: 603 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
