Способ изготовления образца для испытания на усталость

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ43 лем надежностиН БССРий, А. Н. Панов . А. Прохорчик долгоОБРАЗТАЛОСТЬ дованиям в част- образцов ь изобреГОТОВЛЕНИЯАНИЯ НА УСтносится к исслтв материалаизготовленияусталость. Цел У 8 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРИ ГКНТ СССР(21) 4323314/31-27 (22) 02,11,87 (46) 23.11.89. Бюл. (71) Институт проб вечности машин А (72) М. С. Бабицк Н, М. Петушок и Г (53) 621,96 (088.8) (56) ГОСТ 25.502 - (54) СПОСОБ ИЗ ЦА ДЛЯ ИСПЫТ (57) Изобретение о прочностных свойс ности к способам для испь 1 тания на ЯО 1523263 4 В 23 Р 15/10, б 01 М 1/2 тения - повышение достоверности результатов испытания образца. Четырехгранную заготовку получают, воспроизводя технологические операции изготовления реальной конструкции, т.е. прокатку и резку на гильотинных ножницах. Затем выполняют рабочую часть образца, для чего диагонально противоположные смежные грани заготовки дополнительно параллельно срезают, сохраняя на двух других диагонально противоположных смежных гранях заготовки участки, длины а и 0 которых в шестиугольном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в результате технологической обработки реальной конструкции. 4 ил.лонжерон 5 10 15 20 30 40 45 50 55 Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материала, в частности к способам изготовления образцов для испытания на усталость.Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытания образца путем воспроизведения технологических операций изготовления реальной конструкции.На фиг. 1 и 2 изображены изготовленный предложенным способом образец, главный вид с сечением в рабочей части и вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг, 3.Образец содержит захватные 1 и рабочую 2 части с радиусными вырезами 3, поверхности 4 и 5 длиной а и в соответственно, кромку б реальной конструкции, получаемые при изготовлении заготовки образца.Способ осуществляется следующим образом.Четырехгранную заготовку полуцают,- воспроизводя технологические операции изготовления реальной конструкции, т.е. прокатку, резку на гильоти нных ножницах. Затем выполняют рабочую часть образца, для чего диагонально противоположные смежные грани заготовки дополнительно параллельно срезают, сохраняя на двух других диагонально противоположных смежных гранях заготовки участки, длины которых в шестиугольном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в резуль тате технологической обработки реальной конструкции.Способ обеспецивает сохранение у образца кромки реальной конструкции. Поскольку известно, цто в прямоугольном сечении усталостные трешины зарождаются от его кромок (на плоских гранях только при наличии в материале дефекта), следовательно, в образце необходимо сохранять прежде всего кромку реальной конструкции, образованную двумя смежными (взаимно перпендикулярными) поверхностями, получаемыми при ее изготовлении. Так как в сечении конструкции без концентраторов напряжений до 90 долговечности приходится на участок зарождения усталостной трещины, то для обеспечения условий развития трешины, близких к реальной конструкции, в образце необходимо сохранить участки поверхностей, образуюшнх кромку, шириной, по крайней мере, не менее толщины поверхностного слоя, где имеют место структурные изменения, остаточные напряжения и т.п., характерные для техпроцесса изготовления реальной конструкции. Лримвр. Для определения характеристик сопротивления усталости кромки полки лонжерона автомобилей МАЗ изготавливались образцы из листового проката толщиной 8 мм стали 22 Г 2 Т 1 О.Заготовки образцов прямоугольного сечения размером 2 ОХ 40 Х 8 мм получали, как и рамы, резкой на гильотинных ножницах.С целью определения глубины поверхностных слоев проводились металлографицеские исследования. В результате установлено, цто глубина поверхностного слоя прокатной поверхности составляет 0,14 мм, глубина поверхностного слоя после резки на гильотинных ножницах 0,35 мм. Затем выполняли рабочую часть образца, для чего диагонально противоположные смежные грани заготовки срезали параллельными плоскостями на горизонтально-фрезерном станке фрезой диаметром 120 мм, сохраняя на двух других диагонально расположенных смежных гранях заготовки участки а и в. Поскольку для предотвращения разрушения образца в захватах испытательной машины необходимо уменьшить площадь поперечного сечения рабочей части на 20 - 50 о, приняли данное уменьшение площади равным 30. В результате площадь шестиугольного сечения должна быть равной 224 мм. Длины участков а и в получили, в соответствии с изложенным, равными 4 мми 15 мм. В результате испытания на усталость партии образцов на растяжение-сжатие при симметричном цикле напряжений с частотой 10 Гц на стандартной машине фирмы ЬсИепс 1 ФРГ в изломе фиксировалость зарождение усталостной трещины в рабочей части образца в область угла его испытываемых кромок. Был определен предел выносливости о,д -- 190 МПа. Предел выносливости для данного материала, полученного на стандартном известном образце, составил о=260 МПа.Поскольку коэффициент влияния качества обработки на сопротивление усталости для технологической операции, подобной операции резки на гильотинных ножницах, при пределе прочности данной стали о.=650 МПа составляет О, - 0,85, то ожидаемый предел выносливости для данного нида обработки составляет (0,70,85) о-= =170 - 210 МПа. Для образца, изготовленного предлагаемым способом, предел выносливости составил о 1.,=190 МПа, цто подтверждает правильность предложенного способа изготовления образца для испытания на усталость,Использование предлагаемого способа,по сравнению с известными, позволит: повысить достоверность характеристик сопротивления усталости в результатесохранения поверхностей в области угла кромки - зоны зарождения усталостной трешины и таким образом учесть технологические факторы изготовления реальной конструкции; проводить сравнительные оценки конструкторско-техно-, логицеских вариантов исследуемых конструкций, а также более обоснованно выбирать параметры реальной конструкции при расчете ее несушей способности.1523263 ид Составитель О. Мор Техред И. Верес Тираж 831 оваКорректор М. ПожоПодписноеоткрытиям при ГКНаб., д. 4/5жгород, ул. Гагарина, 1 Редактор В. ДанкоЗаказ 6933/11НИИПИ Государственног13035, МПроизводственно-издател Т ССС комитета по изобретениям сква, Ж - 35, Раушская кий комбинат Патент, г 5Формула изобретенияСпособ изготовления образца для испытания на усталость, включаюший изготовление его заготовки прямоугольного сечения путем прокатки и резки и выполнения его рабочей части уменьшенного сечения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания путем воспроизведения технологических операций изготовления реальной конструкции, рабочую часть образца получают путем дополнительной параллельной резки диагонально противоположных смежных граней заготовки с сохранением на двух других диагонально противоположных смежных гранях участков, длины которых в поперечном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в результате вышеуказанной технологической обработки образца.