Cimmerman (523120), страница 38
Текст из файла (страница 38)
д. е — удлинение ири испытании иа длительную прочвастгч т. е. удлинение неразрушенного образца, отнесенное к исходной длине Ею. Различают полное удлинение зо,. и остаточное удлинение вою восле снитик нагрузки. Равность составляет упругое удлинение е,ь которое при высоких температурах обычно сравнительно мало. е.
Кривые ползучести (рис. 1.300) дли различных условий натруженна. Образцы б,гуда лю 1ОО Рренл Рпс. 1ДЕЕ ЦЛ 7 г Рпс. 1.ЗОЗ для испытаний на длительную прочность и/нлн ползучесть имеют большей частью цилиндрическую рабочую часть — рис. 1.301 (допускаются также призматическое и квадратное поперечные сечения). Допуски — по ТИ. 10975/76, образцы с Рпс. 1.30!. Результаты зспытзккй кз длительную прочкость и ползучзсть надрезом — по ТСй.0-50119. Головку для зажима целесообразнее делать с резьбой (лучше крепление в цангах), однако следует предусматривать зазор около 0.2 мм, учитывая образование окалины при высоких температурах. Расчетную длину наносят метками (~1 474) нли измеряют большую длину.
Ег,. штангенциркулем, затем образец закрепляют в установке. Температура после прогрева (до 4 ч) до 600'С, ш4 град при 600 — 800'С и жб град прн 800 — 1000'С поддерживается постоянной с точностью ~3 град. Для высоких температур применяют в основном трубчатые печи с секционными нагревателямн. Редко используют соляные ванны из-за опасности коррозионного воздействия расплава.
При более низких температурах ( С200 'С; например, для легких металлов, пластмасс) применяют конвекционные печи (лучшее постоянство температуры). После выхода на заданную температуру производят выдержку в течение 16-'-24 ч для стабилизации температуры После этого уже прилагают нагрузку с помощью груза или пружины. Запись измерений температуры ведется во времени (в том числе при предварительном нагреве) в специальных протоколах. Определение длительной прочности, а также предела ограниченной длительной прочности, остаточной деформации после разрушения, предела лолзучесги.
а. Удлинение можно измерять во время опыта непрерывно (по ТСй. 10975) или эти измерения проводить через определенные промежутни времени на охлажденном и размонтнрованном из машины образце (Тб!. 10976). В предельном случае образец может быть доведен до разрушения— рис. 1.302. б. Испытание проводится в течение заданного времени до получения определен- 1 йт йуг 1Рл 1Р4 1ОУ дреме, з Рпс. 1.303 1 — кркззя для услозкй рззрушеввя (длятзльпой пРочпостп); П вЂ” кРивам дла ой з1 1П вЂ” кривая остаточного удлппоппя прк рззрушзппш о, е.
1 — в логзрпфмпчзском мзсштзбе ных значений удлинения н образец не доводится до разрушения. Возможен опыт (рис. 1.303) по определению предела ползучести на трех образцах без промежуточных измерений. Например, трехступенчатый стержень, представляющий собой по сути 1РО ЮР ЛООЙОО б,ууйа дела три образца различных диаметров (от А до йз) и сечений от А, до Аь подвешенные одни за другим на одной штанге, нагружают одинаковой силой Р.
Напряжения от а, до оз действуют, например, 100 ч; остаточные после демонтажа удлннення— от е1 до ез. в. Наблюдаемый большей частью прямолинейный ход зависимости удлинения от времени допускает экстраполяцию (ТСй. 11224), но ие более чем на 10-кратный про- межуток временн, что обусловлено закономерностями изменения скоростн ползучестн и завнснмостн от времени (П стадия): а= =оа/об г. Температурная зависимость высокотемпературной полэучестн подчиняется уравнению Аррениуса.
д. Ускоренные методы заменяют требующне больших затрат времени долговременные испытания (прн повышенной температуре). Применимы не для каждого материала, так как нзмевення структуры в ходе самих высокотембературных испытаний (напрнмер, для упрочненных термической обработкой сталей) делают невозможным использование этих методов. е. Повреждення после длительного нагруження деталей в эксплуатацнн для оценки оставшегося времени службы (ТОЬ 0-50119) можно определить путем нспытаннй образцов с надрезом на ударную вязкость.
Применяются также методы неразрушэющего контроля (см. 1.11.6). ж, Прн испытаниях на релаксацню нзмеряют уменьшенне напряжений образца в завнснмостн от времени, определяемое переходом частн упругой деформацнн в пластическую: аяез = ее~+ ер~ззг=сопз1. С уменьшеннем ее~ напряженке уменьшается. Испытання на релаксацню нспольэуют, например, для определения свойств стальной арматуры для напряженного бетона. 1.11.2.20.
Испытания нк циклическую прочность (усталостные испытания) Испытання с приложением перноднческой нагрузкн. Определенне чнсла цнклов прн заданном напряженнн, приводящих к разрушенню, нлн предельного напряжения, ннже ноторого разрушення не пронсходнт нн прн каком (для стали 10.10') чнсле цнклов (предел выносливости), нлн напряженна, которое после заданного числа цнклов (напрнмер, 10') ведет к разрушенню (предел огранйченной выносливости). Остаточную деформацию нзмеряют только в специальных случаях. Данное нспытанне является важнейшим для выбора матернала (н/йлн размеров) деталей машин н транспортных средств, так как материал в условнях циклического нагруження иногда может разрушаться даже прн напряженнях ниже технического предела упругости (текучестн). Определяемое значение предела циклической прочностн (вынослнвостн), полученное в условнях нагруження в направлении прокатки, нужно уменьшнть на 20 эй, когда нагруженне идет перпенднкулярно направленню прокатки.
Надрезы, шероховатость поверхносгн сильно скнжают предел цнклнчесной прочности (предел вынослнвостн). Кроме того, влняет н размер деталей конструкцнй (размер образцов). Нагруженне образцов может быть одноступенчатым н многоступенчатым. Кроме того, проводят эксплуатацнонные нспытания деталей на усталостную прочность. Характер переменного нагруження большей частью бывает сннусондальным. Виды нагруження". расгяженне сжатне; цнклнческнй изгиб; плоскнй нзгнб; знакопеременное закручнванне. Испытання регламентируются ТОЬ 19330; 19333; 19336; 19340, Усталость — снижение прочности материалов прн повторяющемся (цнклнческом) пагруженнн. Возникает особый внд усталостного разрушения. Излом состоит нз: а) участка усталостной трещины: гладкая, без мзкроскопнческн видимой деформацнн поверхность, часто с лнннямн (бороздкамн), похожими на годовые кольца; этн линии (бороздкн) отражают ннтервзлы продвижения трещины между циклами нзгруження; б) долом в окончательное разрушение с макроскопнческн шероховатой поверхностью.
Электронномнкроскопнческне нсследовання обнаружнвакгг на плоскости зародышевой трещины тонкнй рельеф, который связан с подрастаннем трещины во время каждого отдельного цикла: а) растяженнсч+сжатне нлн одностороннее нзгнбное цнклнческое нагруженне (рнс. 1.304); б) двустороннее нзгнбное знакопеременное нагруженне (рнс. 1.305); в) усталостное разрушенне турбннной лопатки с двумя зародышевымн трещннамн (рнс. 1.306). Рзь ЬЗ04 Рас. ЬЭЭЭ Ряс. КЗОЭ / — частота нагруження измеряется в герцах (чнсло прнложенных циклических на'груженнй в 1 с). Для стали в областв обычных частот (3 — 5 Гц) частота нагруження не оказывает заметного влняння нэ результаты усталостных испытаний (когда нет коррознонного воздействия); в случае ультразвуковых частот в сольные нэменення. Л'з — чнсло циклов до разрушення (см.
кривые усталости — диаграммы Велера), предел вынослнвостн /Чо для сталя — при 10 1О' цнклов (см. выше). Выше Фв разрушення не наступает. о, — наибольшее напряженке; макснмальное значение напряжения в каждом цнкле. о — нанннзшее напряженне цикла. о„ вЂ” среднее напряжение: а (о,+ + аз ) /2 = 0,5 (аз+ аь ) . оз — амплитуда напряжения: а,=ш(оэ+ +а )/2 ~0,5(а,— а ). 2о — двойная амплнтуда (размах цнкла): 2а =а,— а . т — коэффнцнент снмметрнн: т-а /оз.
ряс, слез рпс. 1.Зет г — отношение среднего напряжения к максимальному: г=а /ае. Общий вид диаграммы усгалостной прочности [106) — рис. 1.307. Предел выносливости — это напряжение, при котором в течение любого числа циклов (во всяком случае не менее /Чо) не будет происходить разрушения при данном виде циклического натруженна. Предел выносливости может быть задан амплитудой (алв — амплитуда усталостной прочности) или наивысшим напряжением (аов). Ограниченный предел вмиосливости— это напряжение, при котором материал может без разрушения выдержать заданное число циклов (например, !Оа).
Иначе ограниченная выносливость. Различают: алат1 н ао<н» и или ошят — уствлостиая прочность при нагружении с симметричным циклом. Особый слУчай: о 0 или Д аа/а,= — 1. ав л или аа ыл! — усталостная прочность гри пульсирующем цикле натруженна. Особый случай: оы= па. Усталостная прочность при пульснруюшем растяжении о„=О. Усталостная прочность при пульсирующем сжатии ае=О.
Различные гиды диаграмм усталостиой прочности; а. Диаграмма Хейга (На!и!т). На оси ординат отложено алв. б. Диаграмма Смита (Бш((п). Наиболее распространенная форма (см. выше рис. 1.307). По оси ординат отложены аов или овв. По оси абсцисс а„(так же, как и в диаграммах других эндов). Максимальное напряжение=аов=аы = ав. Диаграмма, нак правило, обрывается при по*=пел, так как деформации вышб 0,2 е/е зачастую недопустимы. в. Диаграмма по Смиту и Полю (Бш11)т— Ро11) — см. ТОЬ 19330. г.
Диаграмма но Луру, Комгрсу и Джсалеру (Мооге, Копипегв. Лазрегв) — см. ТОЬ 19330. д. Другие виды диаграмм усгалосгной прочности содержат также линии ограии- ченной выносливости, например для числа циклов, равного 10', 10' или 1ОЬ Указание: дополнительные малые индексы указывают на вид иагружения, например усталостиая прочность прн знакопеременном изгибе аь; усталостная прочность при знакопеременном раствжении — сжатии а*в ', усталостная прочность при циклическом растяжении а,г л или циклическом сжатии ага м Диаграмма Валера. Служит для определения предела выносливости н ограничен- à — кривая непера; 2 — ляпая повреж- деввй: 3 в предел отраввчепяей вынос- лввестя; г — предел уеталостя ного предела выносливости — рис.
1.308 и 1.309. Линия повреждения — это граничная кривая, ниже которой, несмотря на возможные микротрещины, может проявляться влияние деформациоиного упрочнения (стреинровка»). Выше этой граничной ириной, как это доказано, возникают повреждения (макашч вял ротрещины, снижение предела прочности нв разрыв и особенно снижение ударной вязкости). Число циклов откладывают обычно в логарифмическом масштабе. Для различных материалов предел выносливости определяют для различных !тас Низкоуглероднстая сталь . 10.10е Упрочненная сталь . . .
. 3.10е Медные сплавы..... 50.10е Легкие сплавы..... 100. Рбе Часть диаграммы Велера в увеличенном масштабе — рис. 1.310, 1.311. Влияние надрезов иа усталастиую прочность. йв — коэффициент, отражающий отношение максимального напрнжения в надрезе к номинальному напряжению (равному среднему напряжению) в надрезанном Рнс. 1.ЗШ 7ССС Субе чуз)ХЕУ Х 1 СМВ 7С~ 7С~ ю ггуй Ей==~о% Ея. й Сеягяа йереяюяэпяга Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
