Образец для испытаний металлических труб на усталость при двухосном напряженном состоянии

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) ОБРАЗЕЦ Д ЛИЧЕСКИХ ТРУ ДВУХОСНОМ Н НИИ(57) Изобретение тания материалов ЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛБ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ АПРЯЖЕННОМ СОСТОЯ(21) 4915829/28 (22) 04,03.91 (46) 07.08.93. Бю (71) Северо-Кавк ческий институт (72) Т,С.Есиев, К (56) Стеклов О.И конструкции к ко М.: Машиностро Басиев и О,И.СтекловСтойкость материалов ирозии под напряжением.ие, 1990, стр.113-114. относится к области испыи может быть использова 2но для определения усталостной прочности металла труб. Образец для испытания выполнен в виде сегмента полого цилиндра 1, имеющего в плане крестообразную форму с лучами 2, Длина луча 2 должна быть не менееего ширины, к т вы и н 1 тизсоотношения В= 2 1,8 й(2 В - 1,8)", где В - ширина луча образца; Ь - толщина образца; й - радиус кривизны сегмента. Это позволяет сохранять при испытаниях эффект локального выпучивания, присущий целой трубе, из которой вырезан образец, нагруженной локальными усилиями, что повышает точность и достоверность оценки усталостной прочности металла труб. 1 ил.ректор А,Мотыл Заказ 2607 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Изобретение относится к области испытания материалов и может быть использовано для определения усталостной прочности металла труб при двухосном напряженном состоянии.Цель изобретения - повышение точности испытания.На чертеже представлен образец для испытания.Образец выполнен в виде сегмента полого цилиндра 1, вырезанного из натуральной трубы и имеющего в плане крестообразную форму с лучами 2. Ширина луча 2 равна ширине сегмента 1, так как в процессе испытания важно, чтобы граница зоны двухосного напряженного состояния была равноудалена от оси симметрии образца. Это существенно как для практической реализации испытания образца, так и для проявления двухосности. Длина луча 2 должна быть равна или больше его ширины, так как локальное выпучивание центральной зоны образца, образованной пересечением сегмента полого цилиндра 1 и лучей 2, носит четко выраженный затухающий характер и минимально необходимая длина луча 2 определяется расстоянием от центра образца до точки полного затухания прогиба выпученной поверхности, которая расположена на краю лучей 2.Испытание образца осуществляют следующим образом.Торцы сегмента полого цилиндра 1 нагружают двумя противоположно-направленными усилиями. Нагружающее усилие определяют по тарировочному графику для каждого конкретного образца, в котором указана зависимость между нагружающим усилием и возникающим напряжением, Нагружение образца осуществляют на любой стандартной установке малой мощности,В центральной зоне образца создается локальное выпучивание и вызванное им двухосное напряженное состояние как на внешней поверхности центральной зоны, так и нв внутренней. При этом, так как передача внешнего усилия к центральной зоне осуществляется при помощи торцов сегмента полого цилиндра 1, а сама центральная эона свободна от нагрузки, становится возможным непосредственное наблюдение и контроль за процессом разрушения. С целью локализации процесса разрушения в центре образца наносят надрез полуэллиптической формы и в процессе испытания 5 следят эа образованием и ростом трещиныот исходного надреза как в глубь образца, так и по его поверхности. Испытания прекращают по мере выхода трещины эа пределы центральной зоны и по глубине и длине "0 трещины судят об усталостной прочностиметалла трубы, из которой вырезан образец.Предлагаемая форма и размеры образца позволяют сохранить при испытании эф фект локального выпучивания, присущийцелой трубе, нагруженной локальными усилиями и дают возможность управлять характером самого выпучивания, благодаря чему независимо от исходных геометрических 20 параметров трубы, из которой сделан образец, в его центральной зоне создается двухосное напряженное состояние наиболее характерное для трубы под давлением. При этом ни сам эффект локального выпучива ния, ни возможность регулирования степенью двухосности не зависят ни от механических свойств материала трубы, ни от применяемых приспособлений и устройств для создания усилий.30 Так как данный образец моделирует натурную толщину и кривизну реальной трубы, а также ее напряженное состояние, то удается существенно приблизить условия испытания к эксплуатационным и обеспечить 35 высокую точность и достоверность оценкиусталостной прочности металла трубы.ф ор мул а и зоб рете н и я Образец для испытаний металлическихтруб на усталость при двухосном напряжен ном состоянии, выполненный в виде сегмента полого цилиндра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, образец имеет в плане крестообразную форму, длина луча В не менее его ширины, 45 которая выбрана иэ соотношения