страница - 48
Форма и размеры образцов установлены стандартом. Тип и размеры образцов выбирают в зависимости от сечения и размеров заготовок. Образцы изготавливают по точности не ниже 7-го квалитета. Поверхность рабочей части гладких и надрезанных образцов не должна иметь следов коррозии, окалины, литейных корок, вальцовочных хлопьев и цветов побежалости, если это не предусмотрено условиями испытаний. В пределах намеченной серии испытаний технология изготовления образцов должна быть одинаковой. Все образцы одной серии испытывают на однотипных машинах. Нагружение производят медленно, плавно и по возможности после того, как будет достигнута заданная частота циклов. Испытание образцов производят без пауз. Суммарная погрешность при нагружении не должна превышать 3 % величины задаваемых напряжений. На уровне предела выносливости должно быть испытано не менее двух образцов.
Испытания на усталость при повышенной и пониженной температурах производят при тех же видах деформации и на тех же образцах, что и при нормальной температуре.
Температуру испытания контролируют с учетом влияния тепла самим образцом. Термопары, как правило, закрепляют на образце. Неравномерность нагрева образца на рабочем
участке не должна превышать 1° на 10 мм. Образцы испытывают без перерыва до разрушения или до базового числа циклов. В протоколе испытания указывают число пройденных циклов и время испытания каждого образца.
Испытания на усталость в условиях агрессивной среды проводят при тех же видах деформации и на тех же образцах, что и при отсутствии агрессивной среды. Образец должен непрерывно находиться в газовой или жидкостной агрессивной среде. Испытания проводят без перерывов до разрушения или до базового числа циклов.
Параметры агрессивной среды и ее взаимодействия с поверхностью образца должны быть стабильными.
Испытания на усталость в малоцикловой области производят на переменный изгиб, растяжение-сжатие и кручение. Нагружение испытуемого образца осуществляют по заданным деформациям (перемещениям) либо по заданным напряжениям или нагрузкам. Частоту циклов нагружения устанавливают в зависимости от предъявляемых требований, но не более 50 циклов в минуту. Верхний уровень напряжений (усилий) или деформаций (перемещений) выбирают на уровне 0,7 соответствующего разрушающего фактора, приложенного однократно, или на уровне 0,7 предела прочности при растяжении исследуемого материала. Испытывают не менее пяти образцов на одном уровне нагружения.
Малоцикловая усталость при термомеханическом нагружении - разрушение в результате циклического упругопластического деформирования, сопровождаемого изменением температуры.
Малоцикловая термическая усталость -частный случай малоцикловой термомеханической усталости, при котором нагружение обусловлено стеснением тепловых деформаций при циклическом нагреве (охлаждении).
Длитеигьное малоцикловое нагружение -малоцикловое нагружение при длительностях цикла и суммарных временах, достаточных для проявления температурно-временных эффектов (ползучесть, достраивание материала и т.п.).
Кратковременное малоцикловое нагружение - малоцикловое нагружение при длительностях цикла и суммарных временах, исключающих проявление температурно -временных эффектов.
Основными типами образцов для испытаний при термомеханическом и термоусталостном нагружениях в условиях растяжения (сжатия) являются гладкие цилиндрические трубчатые или сплошные, трубчатые корсетные, сплошные корсетные образцы с рабочей частью круглого сечения. Образцы изготавливают в соответствии со стандартом.
Машины для испытаний на термическую усталость должны иметь варьируемую жесткость в пределах 60 - 300 кН/мм.
Для регистрации деформаций и нагрузок во времени и по числу циклов используют автоматические самопишущие приборы. Запись диаграммы деформирования, с исключением в соответствующих случаях свободной температурной деформации образца, производят с использованием двухкоординатных приборов.
Для исключения свободной температурной деформации образца применяют системы автоматической компенсации, позволяющие выделить для записи и управления режимом нагружения собственно механическую деформацию.
Погрешность измерений, регистрации и поддержания температур не должна превышать ± 1,0 % заданного максимального значения температуры в течение всего процесса испытаний.
Измерение и регистрацию температуры производят в течение всего процесса испытаний.
Форму цикла нагружения и нагрева выбирают с учетом эксплуатационных условий, причем максимальная продолжительность испытаний должна быть не менее 10 % эксплуатационного временного ресурса.
Основным типом нагружения является жесткое нагружение - нагружение в режиме заданных деформаций или приращений.
Испытания проводят до момента образования поверхностной трещины размером 5 - 10 % диаметра образца, определяемой, например, оптическим методом.
По результатам испытаний строят кривые усталости, кривые изменения деформаций и напряжения во времени и по числу циклов, а также диаграммы упругопластического деформирования.
2.3.4. ИСПЫТАНИЯ НА УДАР
Основная задача ударных испытаний -проверка способности изделия выполнять свои функции во время ударного воздействия и после него, т.е. сохранять основные параметры при ударном воздействии (и после него) в пределах, указанных в нормативных документах на изделие.
При испытаниях ударные воздействия имитируют таким образом, чтобы они достаточно точно соответствовали ударным воздействиям при эксплуатации изделия.
Для имитации ударных воздействий в лабораторных условиях применяют три основных метода.
Первый метод. Точно имитируют ударное воздействие, действующее на изделие в условиях его эксплуатации. Когда ударное воздействие имеет сложный вид, допускают его преобразование в простое ударное воздействие, удобное для воспроизведения в лабораторных условиях. Метод требует в большинстве случаев либо создания новых ударных установок, либо доработки уже имеющихся испытательных средств для воспроизведения заданных характеристик ударного воздействия.
Второй метод. Имитация реакции изделия на ударное воздействие, которое оно испытывает в реальных условиях. В этом случае не важен вид ударного воздействия при эксплуатации изделия, а важно, какую реакцию у изделия вызвало это воздействие. Под реакцией изделия на ударное воздействие понимают либо ударный спектр, либо переходную характеристику.
Третий метод. Имитация ударного воздействия в лабораторных условиях предусматривает воспроизведение ударного воздействия, которое позволяло бы в испытательном объекте иметь такие же повреждения, как и в реальных условиях эксплуатации. Метод наименее выгоден, однако в некоторых случаях он может оказаться единственным для решения поставленной задачи.
Различают следующие виды ударных испытаний изделий:
1)на ударную прочность при многократном ударном воздействии, транспортировке и падении, воздействии одиночных ударов большой интенсивности;
2)на ударную устойчивость при воздействии многократных ударов;
3)для определения частотных характеристик изделия методом ударного нагружения;
4)модельные испытания.
Наиболее важный момент при составлении методики проведения испытания - оценка условия воспроизведения заданного ударного воздействия. Такая оценка должна быть основана на изучении внутренних закономерностей удара, поскольку только в этом случае можно обоснованно реализовать заданные характеристики ударного нагружения. В первую очередь определяют скорость и перемещения соударяющихся тел в процессе удара. Это позволяет определить возможность формирования заданного ударного нагружения либо на стандартном оборудовании, либо на вибростенде. Если на имеющемся оборудовании невозможно сформировать параметры заданного ударного воздействия, то создают специальный стенд для проведения необходимых испытаний.
Для изучения склонности материала к хрупкому излому, его испытывают в условиях действия ударных нагрузок. Причиной хрупкого излома наряду с повышенной скоростью деформации могут быть также низкие температуры и многоосное напряженное состояние. Хрупкий излом в наибольшей степени стимулируют концентраторы напряжения: надрезы, трещины и т.п.
Испытание на ударное растяжение используют для определения механических свойств (прочности и пластичности) материала при высоких скоростях деформирования.
Эти испытания проводят на электрических разрывных машинах со скоростью перемещения захвата 10 м/с и более. Для более высоких скоростей деформирования используют машины с пневматическим приводом, маятниковые и ротационные копры, копры с магнито- динамическими нагружающими устройствами, установки с нагружением при взрыве и т.п.
Определение относительного удлинения при ударном растяжении часто затруднено из-за образования нескольких шеек на образце. Поэтому испытания проводят на образцах с
надрезом, имеющим угол 60° .
Метод испытания на ударный изгиб при
пониженной, комнатной и повышенной температурах основан на разрушении образца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра.
Концы образца располагают на опорах. В результате испытания определяют полную работу, затраченную при ударе (работу удара), или ударную вязкость.
Под ударной вязкостью следует понимать работу удара, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.
Форма и размеры образцов для испытаний должны соответствовать указанным в табл. 2.3.1. и на рис. 2.3.10.
2.3.1. Форма, размеры (мм) область применения образцов
Глубина | |||||||||
Вид концент ратора | Радиус концентратора R | Тип образца | Длина L (пред. откл. ±0,6) | Ширина В | Высота н | надреза hx (пред. откл. *U) | концентратора А (пред. откл. ±0,6) | Высота рабочего сечения щ | Область применения |
1 2 3 | 10 ±0,10 7,5 ±0,10 5 ± 0,05 | 10 | 8 ±0,1 | При выборе, приемосдаточных испытаниях металлов и сплавов | |||||
4 | 2 ± 0,05 | 8 | 6 ±0,1 | ||||||
и | 1 ± 0,07* | 5 6 7 | 55 | 10 ±0,10 7,5 ±0,10 5 ± 0,05 | 10 | 7 ±0,1 | |||
8 9 10 | 10 ±0,10 7,5 ±0,10 5 ± 0,05 | 5 ±0,1 | |||||||
V | 0,25 ± 0,025 | 11 12 13 | 55 | 10 ±0,10 7,5 ±0,10 5 ± 0,05 | 10 | 8 ± 0,05* | При выборе, приемосдаточных испытаниях металлов и сплавов для конструкций по | ||
14 | 2 ± 0,05 | 8 | 6 ± 0,05 | вышенной степени надежности (летательные аппараты, транспортные средства, трубопроводы, сосуды давления и т.п.). | |||||
т | Трещина | 15 16 17 | 55 | 10 ±0,10 7,5 ±0,10 5 ± 0,05 | 11 | 1,5 | 3,0 | При выборе и приемочном контроле металлов и сплавов для особо ответствен | |
18 | 2 ± 0,05 | 9 | ных конструкций, для экс- | ||||||
19 | 10 ±0,10 | 10 | 3,5 | 5,0 | плуатации которых оценка сопротивления развитию трещины имеет первостепенное значение. При исследовании причин разрушения ответственных конструкций | ||||
*При контрольных массовых испытаниях допускается изготовление образцов с предельным отклонением ±0,10 мм.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]