Способ определения предела выносливости элементов конструкций при асимметричных циклах нагружения
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а имение к способам опредепения предела оыносли- nocTvi конструктивных элементов при асимметричных циклах нагружения Цель изобретения состоит Б повь шении точности опредепения предела выносливости за сиет снижения погрешности, связанной с масштабным фактором Указанная цель достигается за cuer определения на образцах с наведенными трещинами порогового коэффициента интенсивности напряжений при симметричном и асимметричном циклях иагрухения, определения предела выноспиво- СТР при симметричном конструктивного элемента, по которым судчт о пределе выносливости элемента npvi асимметричных циклах 1 з.п ф-пы.
СО!ОЗ (ОВЕТСК1ЛХ
СОЦИАПИСТ1ЛЧЕСКИХ
РЕСПУЬЛИК
1sI)s 5 01 И 3/32
ГОСУДАРС БЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТСРСКО ЛУ СВИЦЕТЕЛЬГТВУ ф
СО
С)
C) ,> и (21) 4833683/28 (22) 110,04.90 (46) 15.07.92. Бюл, ! -?6 (71) Науч но-1лссл едовател ьскии институт технологил и организации пролзводства дв1лгателел (72) Л,И.,Цомо>кирав и H.А,Махутов (53) 620.178(088,8) (56) Трощенко В,Т. и Сосновский П,А, СопротлBileHèá усталости мета 1110Р и сплавов.
HBJKoBB думка, 1987., T.1, с,271 — 275, (54) С Г1 О С О Б O Г1 Р Е Д Е Л Е Н И >1 П Р Е Д Е f I А
ВЫНОС.ПИВОС! И ЗЛЕ IEHTOB КОНСТРУК4ИЙ ПРИ АСИМ(1,,1ЕТРИЧНЫХ !!ИКЛАХ
НАГРУЖЕН ИЯ (57} Изобретение относится к исследованию
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам определения предела выносливости при асимметричных циклах нагружения, Известен способ определения предела выносливости материалов при асимметричных циклах нагружения, заключающийся в том, что несколько серий образцов из исследуемого MBTppëBëB испьггывя1ат при различных значениях среднего напряжения цикла
О, или коэффициента асимметрии цикла R(R
= OmIn/
Выносливости элемента при асимметоичных .циклах. 1 з.п. ф-лы. ших размеров, так как в этом случае таебуется мощное испытательное оборудован е.
Наиболее близким к предлагаемому способу 10 техничpñêîlë сущности и достигаемому результату являетгя определение предела выносливости элементов конструкций при асимметричных циклах нагру>кения, заключающlëécÿ в там, что две группы
Одинаковых Обрязцав из MBTepMBJ1B испытываемого элеме ITB нагружают соответственно при симметричном и асимметричном циклах, апределя;о1 отношение их предельных и="раметров (пределов выносливости}, предел вычосливасти элемента при симметричном цикле. по которым судят а пределе
ВЫНОСЛИВОСти ЭЛЕМЕнта ПРИ ЯСИММЕтРИ-tHb>X циклах, Недостатком данного способа является снижение точност1л определения предела
17480,0 в(ыносливости элементов конструкций, связанное с влиянием масштабного фактора на чувствительность предела выносливости к
3ci мметрии циклическог0 нагружения.
Целью изобретения является повь!шение точности определения предела выносЛИВОСтИ ЭГ1ЕМ8НТОВ КОНСтРУКЦИй ПРИ асимметричных циклах нагру»<ения за с-!8«
Снижения поГр81в ности, связан нои с Macbllтабным фак-гором. указанная цель достигается -eil что согласно способу определения предела вы
НОСЛИIIОСTИ ЭЛем814TОВ КОНСTPH (КЦИй ПР(И асимметр1И в!ых циклах нагружения В,двух группах одинаковых образцов из материа«а испытываемого элеме;!та навалят тре<Ц1!1!у
In H3гр l<яIo-, 1,1> cот 3818 Вp11НO прL4 cиммQTР И Ч Н 0 ;.I И Я С I I i М 8Т Г1 и -1 i! О M Ц И К Л 3 Х, 0 П 1> 8 (! 8—
ЛЯЯ В КЯЧЕСТЬЕ ГIРОДОЛЬНЫХ Пс>РЯ IRT! 08 нагружения значения пор<>гс вых коэфф1л <ений, Предлагаемый способ спределен я предела вь!Носливости элек е ITOB конструкЦИИ Г(РИ 3СИРл" лЕTPИ l!! hl < ЦИКЛ ЯХ НЯГPL(яс > l;>л ЯЯ ба;ируется на следу(ощей модели устало 1H 0 0 P 3 3 P y L! J R I-I In Я, Б э л 8 м 8 н та х;< Î! i cT!1,r : .:,n I> имеются рaaëè÷íoãî рода исходные де<1 ек
Tbl; обусловлеiil lble неодно родностсло ст(т„. туры маreðèaëà или техноло; ией изгÎTOB IRIIli",LI !ref ll HTOB КОНСTp> I
PR;jive!;TbI f4O L,>; ВЛИЛ „-!ИЮ bia У «ЯЛОС«,-108 l>aэ
РУШЕНИЕ Мсжi40 РаCCflaTP!л!ВЯТЬ 1<31 И;ХОДные тр81Ц!Ины, Г 3 основан".LI этого 33 предел
ВЫНОСЛИВОСТИ 1 10:,<140 ПРИ11ЯТЬ MBKCL
Цикле нЯГружения. Затем в двух Группах образцов из матер,:.Яла !. опыты заемого э,";8мента наводят трец.;ину, например, путем нанесения трещлноподобного надреза, циклически нягру>кают их прл слмметр! чНОМ И аСИММЕтPIIHHOM ЦИКЛаХ СОО.ГВЕТСТВ814но и определя!от, например, г j«eì ступенчатого уменьшения нагрузки .-.-::Haчения пороговых коэффициен ов интенсивнoсти напряжений, Предел вь(носливости элемента конструкции при асимметричном цикле опреде.Ляют расчетным путем следующим образом, Сначала определяют протяжRHI40c!b исходной трещины !о в исслед!уе ;40!и! злемен-.е конструкции - о фор .!уле (<;„-,Л !)2--(1--Р !(7)
Л (r>i<с/ К1(л )
ГДЕ Г(ч -- ЦИКЛИЧЕСКИЙ ПРЕДЕЛ ЕКУЧЕСтИ, (J-1предел выносливости эле!лента конструкции пг>1л симметричном цикле, К1(! — noporoBb:.и коэффициент интенсивности напр ксний при симметричном цикле нягру>кения,,и — коэффициент Пуассона.
Г1редел выносливости элемента конструкц1ли пpë ac!!!M ":RTpv,-iíîM цикле на;ружения оri >8 18 B. ioT 110 АОj>м".л!
1 I !(1
+ ° 1 ц ч (, )) --05 де (л! -- B-M (литудa предела 81-.1Hocr,ивост.:", „0 Г1Г1И я:,1ьиметри Il!Oiи в!л л
Л!l .1-1„1й Г,РИ ЯС:лf> 1MеjiГ>и.ii i oj !1lл, <ле 1 3 с!>л >КР;-1!п;4 (I "л с бл-- Л лл !1!л Ф " у" in > Г pj4pe
2.".:4!с> и f;i0жнГ1 3; пи:aT: —, в визе !
- (! -,((-- (< ) (Ус ройс ri;o для реал 1зa (!ли cvocoba представляет (10бой incobl«af R/iь liH.> машину дл II, nкли.!ескогo нагружен ля. Т1лп машины зав1лс IT OT требуемого ьида нагру>ке!4ия (pañò лжен ie. изгиб л т.г..).
jiI i"- ° Г
j p I!I м e (o I> u ep,e B e H ln: 1 р е д e a a B b!! 4 o сливости Г!рл асиммегри- ном цикле ь!ягружения). !1СГ!1,!тывали призматические образцы
".еч81 M:ef", 30 х 40 мм из стали 06Х 2 t3(.("! (rTb=
;, .-Г51 ГЛГ13, оо, =- 782 МГ13)1, усталостнь!е лспы3H,n i проводили Ilp!n плоскoM изгибе с частотои 1с!(10,. 2200 цикл/мин на машине
УГ1-30. Предел выносливости гладких образi! 0 B и р и си м f4 ет р и ч н О м ц и кл c-" н а Г р у. !< е н I I я состав!лл 265 МГ(а, а Г!редельная а IIi(I!;Typa наi! зяб<ения Г(ри aсиMMRT pèчl см циклp. н3Гру>кенля ( Зявиси,л!эсть Л !<<(OT Й, получ HHafI no резу iьia«aì испытаний Oáðàзцов с иcхОдHbiìIn треII4èH3м!n при различной асимMåòСии ци;<ла, имеет Bид ZrH, = Я «2(1 — Р)"" Значение 4, paccчитанное пс формуле со,. (Являет 0,1<17 мм (пр!л расчетах г г1ини1748010 O „= <т — 1 — 1/, LT Ä 10 у „)2 (AK l ) )2 — (1 „+,2)1+ +(i -р Р) j где о, — амплитудное значение предела выносливости при асимметричном цикле нагру>кения, сг-1 — предел выносливости прй симметричном цикле. (Л Кцф-1 и (Л Ки ф1 размах порогового значения коэффициента интенсивности напряжений при симметричном и асиммстричном циклах нагружения соответственно, сгцт — циклический предел текучести, р, — коэффициент Пуассона, Составитель ЛДоможиров Редактор Н.Сильнягина Техред M.Моргентал Корректор С,Лисина Заказ 2498 Тираж Подписное ВНМИПИ Государстве.;но о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 мали oj1T = 0,7 я1,2), а значение предела выносливости при асимметричном цикле (R= = 0,03), расс-;итанное по формуле 2, составило 1б4 МПа. Значение предела выносливости при 5 асимметричном цикле, рассчитанное в соответствии с прототипом по формуле где ф - = 0,1, составило 248 МПа, Различие между эKcïåðèмента/lьным значением предега выносливости исследованных образцов из стали ОбХ12НЗДЛ и рассчитанным значением этой величины в c00TBeTcTBilii c l:.pepJ1ai aeli blvi способом M прототипом составило 4 _#_ 58 /> соо ветствен <о, Таким образо л, пре,лагаемое техническое решение повь шает точное гь определенияя предела вьян осливости и ри асимметоичных циклах нзгру>кения по срав нению с прототипом. Формула изобретения 1, Способ Определения предела выносливости элемеHTQB K0HcTpi/êLlèé при ac!i1vметоичных циклах нагру>кения, заключающийся в том, что две группы одинаковых образцов из материала испытуемого элемента нагружают соответcTBpHHO при сим- 30 метричном и асимметричном циклах, определяют Отношение их предельных napal",eтров нагружения и предел выносливости элемента при симметричном цикле, по которым судят о пределе выносливости элемента при асимметричных циклаХ, о т л и ча ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет снижения погргшност:; связанной с масштабным фактором, пеое" нагружением в каждом образце H-.ü;ñäë; трещину, а в качестве их предельных параметров нагру>кения определяют порого ы коэффициенты интенсивности напряжений. 2, Способ определения предела выносливости элементов конструкций при ас ;м. метричных циклах нагружения пэ и. 1, о т - . л и ч а ю шийся тем, что предел выносл вости элемента при асимметричных:. и.:ла, определяют по следующему соотношению
