Организация и технология испытаний : в 2 ч. Ч. 2: Автоматизация испытаний. Серегин М.Ю. - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

а) сжимающих напряжений (σ
mах
и σ
min
отрицательны);
б) знакопеременного цикла напряжений (σ
mах
и σ
min
имеют различные
знаки);
в) растягивающих напряжений (σ
mах
и σ
min
положительны).
Изменение коэффициента асимметрии цикла χ = σ
min
/ σ
mах
при указан-
ных режимах нагружения представлено на рис. 14.
Характеристикой усталостной прочности материала является предел
выносливости σ
D
. Он представляет собой значение напряжения, которое об-
разец выдерживает без разрушения или без недопустимой деформации в те-
чение сколь угодно длительного нагружения или, по меньшей мере, в течение
заранее установленного числа циклов – так называемой базы испытания. Пре-
дел выносливости можно выразить через амплитуду напряжения σ
АD
, а также
через максимальное напряжение σ
ОD
.
Если при испытании задано среднее напряжение и предел выносливо-
сти определяют по максимальному напряжению, то
σ
ОD
= σ
ср
+ σ
АD
.
(1.5)
Если, наоборот, задано максимальное напряжение и предел выносливо-
сти определяют по среднему напряжению, то
σ
М
= σ
mах
– σ
АD
. (1.6)
Очень часто используют два частных случая нагружения для определения предела выносливости:
а) предел выносливости при симметричном цикле нагружения или σ
ср
= 0 или χ = –1, который равен
σ
ω
= σ
А
= σ
mах
= σ
min
; (1.7)
б) предел выносливости при отнулевом цикле нагружения σ
пл
для σ
ср
= σ
а
либо χ = 0 (растяжение), либо χ
= ±∞ (сжатие), который равен
σ
пл
= 2σ
А
. (1.8)
Для определения предела выносливости проводят серию испытаний при регулярном нагружении с различ-
ными нагрузками. При этом среднее напряжение цикла σ
ср
или минимальное напряжение цикла σ
min
поддержи-
ваются постоянными, в то время как амплитуда напряжения σ
а
или максимальное напряжение цикла σ
mах
по-
следовательно понижаются так, чтобы по результатам испытаний можно было установить предел выносливо-
сти.
Величины напряжений наносят на график зависимости их от числа циклов
N, которые при данном напря-
жении образец выдержал до разрушения; при соединении отдельных точек получают кривую Велера (рис. 15).
Как и следовало ожидать, эта кривая показывает изменение
N при снижении амплитуды напряжений. Для ме-
таллических материалов, особенно конструкционных сталей, кривая Велера при
N более определенного значе-
ния приближается к прямой, параллельной оси абсцисс. Особенно ясно виден этот переход при построении
кривой Велера в двойной логарифмической системе координат (см. рис. 13,
в). Этому граничному значению
напряжения, при котором после бесконечно большого числа циклов нагружения не происходит разрушения,
соответствует предел выносливости, выраженный через амплитуду напряжений. Для его определения испыта-
ния на усталость по Велеру нужно проводить вплоть до достижения определенного предельного числа циклов
нагружения базы испытания)
N
G
. Ниже представлены некоторые значения N
G
, полученные экспериментально:
Сталь ……………………………………………………………… 10
7
Медь и медные сплавы …………………………………………. 5·10
7
Легкие металлы …………………………………………………. 10
8
Для полимеров или коррозионной усталости металлических материалов кривая Велера даже при очень
большом числе циклов продолжает оставаться наклонной, что не дает возможности определить значение пре-
дела выносливости.
Рис. 15. Зависимость амплитуды напряжений σ
а
и числа циклов до разрушения N (кривая Велера) в системах коор-
Рис. 14. Изменение коэффициента
асимметрии цикла при различных
режимах нагружения:
1 – статическое сжатие;
2 – отнулевой цикл напряжений при
сжатии; 3 – симметричный цикл
напряжений; 4 – отнулевой цикл
напряжений при растяжении;
5 – статическое растяжение

Страницы