Способ определения эквивалентного повреждающего действия циклических нагрузок

 

Изобретение относится к исследованиям долговечности материалов и конструкций и может быть использовано для определения эквивалентных циклических режимов нагружения. Цель изобретения - повышение достоверности путем определения мер повреждающего действия двух нагрузок на одном образце при одной и той же предварительной поврежденности материала. Образец материала с трещиной нагружают поочередно циклическими однои многопараметрическим нагружениями, а о мере повреждающего действия каждой из нагрузок судят по соответствующему шагу усталостной бороздки. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5У 4 G О1 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 43 04 19 7/25-28 (22) 07.09.87 (46) 23 ° 10.89. Бюп. Р 39 (71) Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (72) А.А Шанявский (53) 620. 178 (088.8) (56) Sakane M., Ohnami М., Sawada И.

Fracture modes and low cycle biaxial

fatique li fe of elevated temperature. — Traus. ASME:I. En@. Mater, and Technol, 1987, 109, У 3, 236

243 .

Изобретение относится к исследованиям дапговечности материалов и конструкций и может быть использовано для определения эквивалентных циклических режимов нагружения.

Цель изобретения -повышение достоверности путем определения мер повреждающего действия двух нагрузок на одном образце при одной и той же предварительной поврежденности материала.

Устройством для реализации способа является испытательная машина, позволяющая нагружать образцы сложной многопараметрической нагрузкой.

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОГО ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЗОК (57) Изобретение относится к исследованиям долговечности материалов и конструкций и может быть использовано для определения эквивалентных цик" лических режимов нагружения. Цепь изобретения - повышение достоверности путем определения мер повреждающего действия двух нагрузок на одном образце при одной и той же предварительной поврежденности материала.

Образец материала с трещиной нагружают поочередно циклическими одно- и многопараметрическим нагружевиями, а о мере повреждающего действия каждой из нагрузок судят по соответствующему шагу усталостной бороздки. 1 э.п. . ф-лы.

Способ реализуют следующим образом.

В образце с надрезом выращивают усталостную трещину так, чтобы не повредить образец больше, чем при последующем нагружении.

Например, образец с надрезом нагружают циклически по отнулевому циклу с заданной амплитудой последующего одноосного нагружения до образования в вершине надреза усталостной трещины. После этого продолжают циклическое нагружение до излома образца периодами, чередуя последовательно нагружения с одноосным однопара1516851 метрическим и многопараметрическим циклическими нагружениями, на изломе образца фиксируют метки, соответствующие переходам от одно- к многопа5 раметрическому нагружению. Измеряют шаги усталостной бороздки при однои многопараметрическом нагружении в качестве характеристики разрушения от действия соответствующих нагрузок и по соотношению шагов судят о соотношениях повреждающих действий, что может быть использовано для замены при испытаниях одного типа нагружения другим, легче реализуемым.

В качестве одноосной простой нагрузки можно прикладывать нагрузку с пульсирующим циклом растяжения, что гарантирует материал от дополнительного повреждения. 20

Пример, Проводят испытания плоских крестообразных образцов иэ алюминиевого сплава АК6, имеющих толщину 10 мм. Частота приложения нагрузок составляет 5 Гц. Первоначально 25 в образце, имеющем центральное отверстие диаметром 5 мм, выращивают усталостиую трещину при отнулевом, цикле одноосного растяжения при напряжении 170 МПа на глубину около

1 мм, после чего переходят к двухосному растяжению, многопараметричес кому нагружению с асимметрией цикла

0,2 и соотношением главных напряжений 0,9 при неизменной амплитуде напряжения одноосного растяжения 170 MIla.

|Воздействие многопараметрическим циклом нагружения осуществляют в течение 50 циклов, после чего переходят к нагрузке одноосного пульсирующего цикла растяжения с неизменной амплитудой напряжения 170 ф1а и осуществляют ее в течение 50 фсклов. В последующем проводят чередование двух укаэанных видов нагрузки через каж- 45 дые 50 циклов вплоть до разрушения образца.

После разрушения образца проводят фрактографию излома на растровом электронном микроскопе КВИК-100

50 (американская фирма. Коутс и Велтер) путем измерения шага усталостных бороэдок, отвечающих соседним сериям сопоставляемых циклов нагружения, исключая первые н последние две усталостные бороздки, а величину б эквивалентного напряжения сложного нагружения с таким же повреждающим действием определяют из соотношения

G. = 170 (,„ /9 ), MIla, где 6,3 — соответственно измеренный шаг усталостной бороздки в серии циклов одноосной нагрузки и двухосного растяжения; ш — показатель степени, который применительно к сплавам на основе алюминия равен 2 до достижения величины шага усталостных бор оздков 2, 14 ю к10 и, а при больших величинах шага равен 4.

Фор мула и з обр ет ения

1. Способ определения эквивалентного повреждающего действия циклических нагрузок, заключающийся в том, что к образцу с предварительно наведенной трещиной прикладывают многопараметрическую нагрузку и определяют характеристику разрушения в качестве меры повреждающего действия нагрузки, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повыпения достоверности путем определения мер повреждающего действия двух нагрузок на одном образце при одной и той же предварительной поврежденности материала, к образцу поочередно с многопараметрической нагрузкой прикладывают одноосную однопараметрическую нагрузку, а в качестве характеристики разрушения от каждой из нагрузок измеряют соответствующий шаг усталостной бороздки.

2. Способ но п. 1, отличаюшийся тем, что в качестве одноосной простой нагрузки прикладывают нагрузку с пульсирующим циклом растяженияя,