Способ выращивания поверхностной трещины в образце материала

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТО й институтЮ.Г. Матвихническоламитрах,ельство СС й 3/00, 198 ОВЕРХЕ МАТЕрещиной тре)шение точноины трещины, дующим обрапособ о твляют с о ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯНОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ В ОБРАРИАЛА Изобретение относится к способам исытаний на трещиностойкость и позволяет зготовить образец с поверхностной полуэллиптической (несквозной)буемого размера.Цель изобретения - повсти получения требуемой глуб з м.Образцы изготавливают из отожженной стали 40 Х ( до 2 = 420 МПа) сечением .12 х 18 мм и длиной 180 мм, вдоль меньшей грани каждого образца симметрично относительно ее продольной оси оставляют продольный прямоугольный выступ шириной 4 мм и высотой 1,5 мм, На середине длины образца перпендикулярно ребрам выступа выполняют острый Ч-образный поперечный надрез глубиной 1 мм. Для того, чтобы получить трещину заданной глубины, проводят предварительные испытания образцов для установления соответствия величины нагрузки глубине получаемой трещины. Две партии таких образцов (по 5 шт. каждая) нагружают консольным изгибом с частотой(57) Изобретение относится к способам испытаний на трещиностойкость и позволяет повысить точность получения требуемой глубины трещины. Нагружают призматические образцы с продольным прямоугольным выступом на грани и поперечным надрезсм изгибной нагрузкой до момента выхода вершины трещины за пределы эоны пластической деформации. Выступ при этом находится в зоне сжатия. Удаляют выступ. Образцы нагружают различным количеством циклов. Доламывают их приложением однократной статической нагрузки и определяют глубину усталостной трещины. 17 Гц так, чтобы надрез располагался в зоне сжатия образца, а максимальные нетто-напряжения цикла, рассчитанные без учета влияния надреза, составляли у первой и второй партии образцов соответственно 320 и 270 МПа. Минимальное значение напряжений цикла равнялось нулю, Образцы каждой серии нагружают различным количеством Й циклов. Далее образцы доламывают приложением однократной статической нагрузки, а глубину усталостной трещины определяют с помощью инструментального микроскопа.Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.По результатам этих предварительных испытаний для каждого значения Ло) определяют количество Й) циклов нагрузки, необходимое и достаточное для достижения трещиной границы зоны пластически деформированного материала, когда она прекращает свой рост. В первом случае Ь И 1=750 10 циклов, во втором Ь ИЗ ,= 500 10 циклов.Заказ 4240 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Затем для выращивания в образцах трещин заданной глубины 1,60 и 0,95 мм (требуемых для последующих испытаний на трещиностойкость) к аналогичным образцам прикладывают аналогичным образом 5 нагрузку, вызывающую в них максимальные напряжения цикла 320 и 270 МПа соответственно, количество циклов нагрузки составляет соответственно 750 10 и 500 10 .зПредложенный способ основан на том, 10 что при циклическом нагружении изгибом так, чтобы надрез располагался в зоне сжатия образца, у вершины надреза возникает зона пластически деформированного материала, в пределах которой существуют оста точные растягивающие напряжения. Взаимодействие этих напряжений с приложенными извне сжимающими напряжениями приводит к образованию и распространению усталостной трещины. 20 При этом распространение трещины прекращается, как только ее вершина выйдет за пределы упомянутой выше зоны пластически деформированного материала, т.е. окажется в поле сжимающих напряжений. 25 Следовательно, изменяя размер зоны пластически деформированного материала (за счет изменения прикладываемой к образцу нагруэки), можно изменять (регулировать) глубину поверхностной трещины, полученной в результате применения данного способа, причем приложение к образцу завышенного количества циклов нагрузки не отразится на точности полученных результатов, так как на протяжении излишнего количества циклов нагрузки трещина, достигнув требуемой глубины, дальше не распространяется. Это затягивает испытания и нецелесообразно с экономической точки зрения.Формула изобретения Способ выращивания поверхностной трещины в образце материала, заключающийся в том, что призматический образец материала с продольным прямоугольным выступом на одной из граней и поперечным надрезом на этом выступе циклически нагружают до образования и прорастания трещины за пределами выступа и удаляют последний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности получения требуемой глубины трещины, нагружение осуществляют изгибной нагрузкой до момента выхода вершины трещины за пределы зоны пластической деформации материала таким образом, чтобы выступ находился в зоне сжатия.