страница - 49
Рас. 2.3.10. Образцы с копцетраторами:
а - вида U; б - вида V; в - вида Т (усталостная трещина); I - образцы типов 15 - 19; 77 - типа 20
Рас. 2.3.11. Схема работы i
1 - маятник взведен; 2 - маятник после разрушения образца
Допускается использовать образцы без надреза и с одной и двумя необработанными поверхностями, размеры которых по ширине отличаются от указанных в таблице.
Испытания образцов типов 4, 14, 18 проводят по требованию потребителя для изделий специального назначения.
Место вырезки заготовки для изготовления образцов, ориентация оси концентратора, технология вырезки заготовок и изготовления образцов - по ГОСТу для черных металлов, если иное не предусмотрено в нормативно-технической документации на продукцию.
Для цветных металлов и сплавов все это должно быть указано в нормативно-технической документации на продукцию.
Образец располагают на двух опорах (по Шарли) либо зажимают консольно (по Изоду). Ниже рассматриваются испытания по Шарли. ✓
Положение образца и схема нанесения удара показаны на рис. 2.3.11.
Образец с надрезом свободно помещают на опоры, причем смещение плоскости симметрии опор не должно превышать 0,5 мм. Удар маятника должен приходиться по стороне образца без надреза.
Скорость маятникового копра в момент соударения определяют по формуле
v = 2g/(l-cosa) * flg}\y
где g - ускорение свободного падения; / - расстояние между центром вращения и серединой образца; a - угол падения маятника; h\ - высота падения маятника.
В маятниковых копрах с запасом работы от 150 до ДРО Дж скорость соударения маятника лежит в интервале от 5 до 7 м/с.
Выпускаемые маятниковые копры имеют шкалу, по которой стрелка, соединенная с маятником, показывает расходуемую на разрушение работу.
Для определения склонности материала к хрупкому разрушению проводят испытания на ударный изгиб при различных температурах. Измеренные параметры представляют в виде диаграммы: ордината - ударная вязкость, абсцисса - температура. С этой целью образцы нагревают и сразу же разрушают. Для того, чтобы в момент разрушения отклонение температуры образца от заданной температуры
испытаний не превышало + 2°С, предусматривают перегрев или переохлаждение образца, зависящее от разности между комнатной температурой и температурой испытаний и от времени до разрушения образца. Время нагрева или охлаждения образца должно быть не менее 10-15 мин, а время от извлечения образцов из нагревательного или охлаждающего устройства до разрушения не должно быть более 5 с.
За результат испытания принимают работу удара или ударную вязкость для образцов с концентраторами видов U и V и ударную вязкость для образцов с концентратором вида Т.
Работу удара обозначают двумя буквами KU, XV или КТи цифрами. Первая буква К -символ работы удара, вторая буква (U9 V или 7) - вид концентратора. Последующие цифры обозначают максимальную энергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Цифры не указывают при определении работы удара на копре с максимальной энергией удара маятника 300 Дж, при глубине концентратора 2 мм для концентраторов видов U и V и 3 мм для концентратора вида Т и ширине образца 10 мм (образцы 1, 11 и 15 типов).
Допускается обозначать работу удара двумя индексами At: первый А - символ работы удара, второй / - символ типа образца в соответствии с таблицей.
Ударную вязкость обозначают сочетанием букв и цифр.
Первые две буквы КС обозначают символ ударной вязкости, третья буква - вид концентратора; первая цифра - максимальную энергию удара маятника, вторая - глубину концентратора и третья - ширину образца. Цифры не указывают в случае, оговоренном выше.
Допускается обозначать ударную вязкость двумя индексами й(у первый а - символ удар-
ной вязкости; второй / - символ типа образца в соответствии с таблицей.
Для обозначения работы удара и ударной вязкости при пониженной и повышенной температурах вводится цифровой индекс, указывающий температуру испытания. Цифровой индекс ставят вверху после буквенных составляющих.
Примеры обозначения: -40
KV 50/2/2 - работа удара» определенная на образце с концентратором вида V при
температуре минус 40 °С. Максимальная энергия удара маятника 50 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 2 мм. -60
ап - ударная вязкость, определенная на образце типа 11 при температуре минус
60 °С. Максимальная энергия удара маятника 300 Дж.
Ударную вязкость (КС) в Дж/см2 вычисляют по формуле
кс = —,
где К - работа удара, Дж; Sq - начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора, см2, вычисляемая по формуле л
Sq = Н\ В,
где ff[ - начальная работа рабочей части образца, см; В - начальная ширина образца, см.
Н[ и В измеряют с погрешностью не более ±0,05 мм (±0,005 см). Sq округляют: по ширине образца 5 мм и менее - до третьей значащей цифры, при ширине образца более 5 мм - до второй значащей цифры.
Для образцов с концентратором вида Т значение Н[ определяют как разность между
полной высотой Ну измеренной до испытания с погрешностью не более ±0,05 мм и расчетной глубиной концентратора Лр, измеренной с
помощью любых оптических средств с увеличением не менее 7 на поверхности излома образца после его испытания с погрешностью не более ±0,05 мм.
Значение КС записывают в протоколе с округлением: до 1 Дж/см2 - при значении КС более 10 Дж/см2; до 0,1 Дж/см2 - при значении КС - менее 10 Дж/см2.
Если в результате испытания образец не разрушился полностью, то показатель качества материала считается не установленным. В этом случае в протоколе испытания указывают, что образец при максимальной энергии удар! маятника не был разрушен.
Результаты испытаний не учитывают при изломе образцов по дефектам металлургического производства.
Определяемая при обычных испытаниях работа удара является интегральной величиной, зависящей от прочности и пластичности материала образца.
При записи диаграмм: сила удара - смещение (прогиб), сила удара - время удара, получают дополнительную информацию, из которой определяют силу при переходе от упругого к упругопластическому состоянию, максимальную силу при разрушении, прогиб в начале нестабильного распространения трещины.
По диаграммам деформаций определяют максимальную нагрузку в килограммах и прогиб образца до разрушения в метрах, характеризующие динамическую прочность и пластичность материалов при ударном изгибе.
Для испытаний на ударный изгиб при
температуре до минус 269° С применяют специальные копры, оснащенные датчиками для измерения динамической нагрузки и прогиба образца, а также регистрирующей аппаратурой для записи диаграмм деформации. В качестве хладоагентов применяют жидкий азот с содержанием кислорода не более 10 %, жидкий водород и жидкий гелий.
Время установки образца на опоры копра, начиная с момента извлечения из кри-остата до удара ножа маятника, не должно превышать 5 с. Силу, приложенную к образцу при ударе, измеряют с помощью тензоре-зисторов, прогиб образца - оптическим методом.
Средства испытаний изделий на ударные нагрузки различают по назначению, виду воспроизводимого ударного нагружения, конструктивному исполнению, а также способам формирования ударного воздействия, получения требуемой скорости соударения или разгона, крепления испытуемого изделия. Чаще всего ударные испытания проводят на специальных ударных стендах, однако в некоторых случаях ударное воздействие воспроизводят на вибростендах. В общем виде в состав ударного стенда входят ударная установка, система управления и питания, контрольно-измерительная и анализирующая аппаратура, а также вспомогательные принадлежности и приспособления.
В зависимости от принципа создания ударного воздействия ударные стенды можно разделить на два основных вида:
1) стенды, действие которых основано на принципе торможения предварительно разгоняемого до требуемой скорости тела;
2) стенды, действие которых основано на принципе разгона тела до требуемой скорости.
В практике ударных испытаний наибольшее распространение получили ударные стенды первого вида. Кинетическая энергия, приобретенная телом в процессе разгона, гасится в результате соударения с неподвижной преградой. Длительность ударного воздействия складывается из длительности торможения ударяющего тела (активный этап удара) и длительности восстановления упругих деформаций соударяющихся тел (пассивный этап удара). В конце торможения ударяющего тела скорость соударения падает до нуля, ударное ускорение и перемещение тел относительно друг друга достигают максимальных значений. Начальная скорость соударения тел, максимальное перемещение в процессе соударения и максимальное ударное ускорение взаимосвязаны при известных массах соударяющихся тел и определяют условия воспроизведения заданного закона изменения ударного ускорения во времени.
Ударные установки, действие которых основано на принципе торможения, могут иметь вертикальное, наклонное или горизонтальное конструкционное исполнение. Основные узлы установки: подвижная ударная платформа, тормозное устройство и наковальня либо ударник, тормозное устройство и неподвижная до начала удара ударная платформа.
Конструкция ударной платформы должна обеспечивать передачу воспроизводимого ударного нагружения на испытуемое изделие с минимальными искажениями, поэтому форму и размеры ее выбирают из условий максимальной прочности и жесткости.
В зависимости от вида воспроизводимого ударного нагружения различают стенды для воспроизведения одиночного и многократно повторяющегося ударного воздействия, а также сложных видов и специфических условий ударного нагружения.
На ударных стендах можно воспроизводить ударное воздействие заданного вида с достаточной степенью точности, изменять характер ударного воздействия и многократно воспроизводить его, изменять основные параметры ударного воздействия, затем анализировать результаты изменения, оценивать реакцию испытуемого изделия на ударное воздействие, определять частотные характер истики испытуемого изделия, устанавливать его прочностные характеристики и способность функционировать в процессе и после ударного воздействия. С экономической точки зрения испытания на ударном стенде значительно выгоднее натурных испытаний изделия.
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]