Установка для испытания образцов материалов при плоском циклическом изгибе

 

Изобретение относится к испытательной технике, а имен-но к установкам для испытания образцов материалов на прочность при плоском циклическом изгибе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания как гладких образцов на усталость, так v и образцов с наведенной усталостной Я. трещинойна циклическую трещиностойкость за счет исключения влияния эффекта изменения возмущающей силы центробежного вибратора. Установка содержит связанные с образцом 14 две маховые массы 3 и 4, на маховой массе 3 закреплен центробежный вибратор 5, тягу 6, упруго связывающую маховые массы между собой, и фиксаторы в виде накладок, гаек и шпилек установленных на основании. Для усталостных испытаний гладкого образца нагружение проводят при отпущенных гайках фиксаторов. Величину напряжений в образце и коэффициент асимметрии цикла устанавливают изменением частоты вращения вибратора 5 и усилия сжатия пружины 8. Для испытания того же образца с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностоикость маховую массу 4 жестко закрепляют фиксаторами на основании. 3 ил. J (Л О № О СО о п

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLIHAllHCTWECKHX

РЕСПУБЛИК (19) (II) (gI)g С 01 И 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 46523 22/28 (22) 21 . 02..89 (46) 15.01.91. Бюл. Ф 2 (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) М,М.Дьяков (53) 620. 178 (088 .8) (56) Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний. Справочник. М.: Металлургия, 1978, с. 167, рис. 87. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПЛОСКОМ ЦИКЛИЧЕСКОМ ИЗГИБЕ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на прочность при плоском циклическом изгибе. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания как гладких образцов на усталость, так и образцов с наведенной усталостной

2, трещиной на циклическую трещиностой,кость за счет исключения влияния эффекта изменения возмущающей силы центробежного вибратора ° Установка содержит связанные с образцом 14 две маховые. массы 3 и 4, на маховой массе 3 закреплен центробежный вибратор 5, тягу 6, упруго связывающую маховые массы между собой, и фиксаторы в виде накладок, гаек и плилек установленных на основании. Для усталостных испытаний гладкого образца нагружение проводят при отпущенных гайках фиксаторов. Величину напряжений в образце и коэффициент асимметрии цикла усганавливают изменением частоты вращения вибратора 5 H усилия сжатия пружины 8. Для испытания того же образца с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностоикость маховую массу 4 жестко закрепляют фиксаторами на основании. 3 ил, 1620904

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к .установкам для испьггания образцов материалов на прочность при плоском циклическом изгибе.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания как гладких образцов на усталость, так и образ-: цов с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещнностойкость эа счет исключения влияния эффекта изменения возмущающей силы центробежного вибратора. 1ia фиг. 1 показана предложенная 4 установка, вид спереди; на фиг. 2 .— то же, вид в плане; на фиг. 3 — результаты сравнительных испытаний.

Установка содержит основание 1, Z0 .упруго связанные с ним посредством пружин 2 две маховые массы 3 и 4, центробежный вибратор 5, установленный на массе 3, тягу 6, жестко связанную с массой 3, проходящую через отверстие 7 в массе 4 и подпружиненную к ней пружиной 8,. поджимаемой гайкой 9, фиксаторы, выполненные в виде шпилек 10, связанных с опорами

11, закрепленными на основании 1, накладок 12 и гаек 13 и предназначенные для обеспечения возможности жесткой связи с массой 4. Образец 14 для испьгганий жестко соединен с обеими маховыми массами 3 и 4.

Установка работает следующим образом.

Усталостные испытания гладкого образца при асимметричном цикле нагружения проводят при отпущенных гайках 13 фиксаторов и при наличии зазоров между маховой массой 4, опорами

11 и накладками 12. Величину максимальных напряжений на внешней стороне образца 14 и коэффициент асимметрии 45 цикла (r) устанавливают путем регулирования частоты вибратора 5 и усилия сжатия пружины 8. Испытания проводят до появления макротрещины глубиной (1-2) мм.

Для испытания того же образца с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностойкость маховую . массу 4 жестко закрепляют с помощью фиксаторов на.основании 1 и устанавливают частоту вращения вибратора 5 для создания контролируемого изгибающего момента M на образце 14, который определяется по формуле где L — расстояние от оси вибратора до оси образца;

m - неуравновешенная ма" ñà вибратора, Я - частота возмущающей силы (угловая скорость центробежного вибратора)

Š†эксцентриситет неуравновешенной массы, В процессе нагружения периодически фиксируется характерный размер 1 трещины и соответствующее ему число циклов N, Используя полученные значения 1,, N, и М, строят диаграмму

d1/д ?1 — К, (К вЂ” коэффициент интенсивности напряжений) и определяют характеристики циклической трещиностойкости материала образца.

Пример осуществления испытаний.

Исследовали усталостные свойства сталей марок 40ХН2МА и 6ОХ2СМФ после изотермического отжига. Образцы сечением 20 к 30 мм испьггывались на усталость при чистом изгибе на установ-ке типа УП-20 при коэффициенте асимметрии r д 0,2.

После образования трещин глубиной (1,.5-2 0) мм одна часть образцов извлекалась из установки 711-20 и испытывалась на гидравлической машине

МУП-20 по схеме трехточечного изгиба до разрушения. При этом фиксировались максимальная и минимальная нагрузки цикла, длина трещины и число циклов. Другая часть образцов после жесткого закрепления свободной маховой массы установки УП-20 на основании посредством фиксаторов испытывалась на этой же установке. При этом в обоих случаях выцерживалось постоянное значение К в вершине трещины и r = 0,2 (на машине МУП-20 путем регулирования силы, а на установке УП-20 путем изменения угловой скорости центр об ежного вибр атора) .

Длина трещины фиксировалась оптическим методом. Результаты испытаний в виде зависимостей N — 1 показаны на фиг. 3 Анализ показывает, что скорость роста усталостной трещины в образце, испытанном на машине

МУП-20, соответствует скорости роста трещины образца на модернизированной установке УП - 20, что обеспечивает возможность проведения испытаний образцов с трещиной на предлагаемой установке.

Установка для испытания образцов материалов при плоском циклическом изгибе, содержащая основание, упруFQ связанные с ним две маховые массы, центробежный вибратор, закреплеиньш на одной маховой массе, и тягу, закрепленную на этой массе и связанную посредством упругого элемента с второй маховой массой, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с це5 1620904 6 ,Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я лью расширения функциональных воз-. можностей путем обеспечения испытания как гладких образцов на усталость, так и образцов с наведенной усталостной трещиной на циклическую трещиностойкость за счет исключения влияния эффекта изменения возмущающей силы центробежного вибратора, она снабжена фиксаторами, закрепленными на основании и предназначенными для жесткой связи его с второй маховой массой.

1620904

7,25

1 ъ 10

0,25

1 Д чоепо циклоВ (к 4Р)

Составитель Н.Мезенцев

Редактор М.Келемеш Техред д.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 4241, Тирах Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

° 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат- "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101