Способ определения усталостной долговечности деталей из полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 921 А ц 5 6 01 й 3 НИЕ К АВТОРС Ви ЕТЕЛ ЬСТВ а мости скот времени;я критичеиала в ре- а уктурных клического СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР(56) Михайлов Ю.К., Иванов Б,С. Муфты снеметаллическими упругими элементами, Л.: Машиностроение, 1987, с. 40-53.о(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЭ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышениеточности путем исключения погрешности измерения нагрузочнцх и эксплуатационнцх параметров, Деталь из полимерного матеИзобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.Цель изобретения - . повышение точности путем исключения погрешности измерения нагрузочных и эксплуатационных параметров.На фиг. 1 представлена временная диаграмма изменения повеохностей температуры детали при импульсном воздействии; на фиг. 2 - полулогарифмическая зависимость скорости изменения поверхностной температуры от времени.Способ осуществляется следующим образом.Деталь из полимерного материала, например упругий элемент амортизатора, подвергается циклическому воздействию риала выводят на установившийся режим работы. Зате на нее воздействуют импульсной нагрузкой, измеряют температуру поверхности и скорость изменения ее в начальный момент приложения импульса, Второй импульс подают через период времени релаксации возмущения материала, Многократно повторяя импульсное воздействие, определяют скорость изменения температуоы от времени. Долговечность определяют по зависимости т=-КК - угловой коэффициент зависрости изменения температурыК - константа, характеризующское изменение плотности матеаул ьтате необратимцх стпревращений под действием цнагружения, 2 ил. нагрузки, напримео, с помощью вибратора,В качестве импульсного воздействия можно использовать тепловое или механическое, нагружение детали, В качестве импульсного теплового воздействия можно использовать источник инфракрасного излучения (сфокусированная лампа накаливания, инфракрасный лазер, нагревательная спираль), с помощью которого производят локальный поверхностный нагрев детали. Во всех случаях амплитуда импульса возмущающего воздействия не должна превышатьразрушающей величины и, как правило, составляет не более 500 от предельного (разрушающего) воздействия значения.Для измерения поверхностной температуры детали применяется пирометрический приемник инфракрасного излучения(Фотодиод, инФракрасный радиационныйизмеритель температуры и т.п.), связанныйс регистрирующим устройством (самописцем, милливольтметром и т.п,).Определение долговечности детали 5осуществляется следующим образом,Деталь выводится на установившийсярежим работы. Это регистрируется прием ником по выходу поверхностной температуры Т на прямолинейный участок (фиг, 1; 10Т=Туст). В момент времени 1 включаетсяизлучатель и подается тепловой импульсдлительностью й на поверхность детали.При этом измеритель температуры регистрирует характер изменения поверхностной 15температуры детали в месте разогрева свыводом измеренной величины на самописец(фиг. 2). В момент времени 1 излучательотключается и поверхностная температурадетали плавно снижается до установившегося значения ТустПосле этого (по завершении релаксациивозмущения от импульса ) в момент времени2 подается тепловой импульс И той же амплитуды и длительности, которая завершается 25в момент времени 2, Изменение поверхностной температуры детали регистрируется спомощью самописца (фиг. 2), Как правило,отношение длительности импульса Ь к периоду их следования (2-1) не менее 0,02. 30Далее производится обработка полученной в ходе эксперимента зависимостиизменения поверхностной температуры детали от времени, В точках 11 и 2 к графикуТ строятся касательные и определяются 35значения Т(1) и Т(2): Т(1)=Ц ф 1; Т(2)=9 ф 2 .Затем по этим значениям строят зависимость и Т и находят угловой коэффициента (фиг. 3) по Формуле а=Щ т.Долговечность детали определяют по 40формуле=Ка ",где К=-4,6 для полимерных деталей,Конкретная реализация способа прово-дилась на цилиндрическом образце из резины на основе каучука СКНдиаметром 18 мм и высотой 25 мм. Нагружение осуществлялось по гармоническому законуЛ=Ь зи 2 кю,где Ь - амплитуда колебания, равная 2 мм;- частота колебания, задавалась 5 Гц.Значения параметров следующие: Т(1)=0,600 град/с и Т(2)=0,549 град/с (и Т(1)= - 0,510 и п Т(2)=-0,597), интервал времени 2-1=100 с. Коэффициент а=8,7 10 Определенное значение долговечности =5 10 с. После оценки долговечности образец был доведен до разрушения, Экспериментально определенная долговечность составила 5,2 10 с. Формула изобретения Способ определения усталостной долговечности деталей из полимерных материалов, заключающийся в том, что циклически нагружают деталь и определяют напряжение и температуру саморазогрева, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения погрешности измерения нагрузочных и эксплуатационных параметров, в установившемся режиме работь 1 дополнительно подвергают деталь многократному импульсному воздействию с длительностью действия нагрузки, равной времени установления роста температуры на поверхности детали от ее воздействия и периодом, равным времени релаксации температурного возмущения материала детали, вызванного импульсным воздействием, определяют скорость изменения температуры в момент приложения каждого импульса, а о долговечности судят по зависимости=К агде а - угловой коэффициент логарифмической зависимости скорости изменения поверхности температуры от времени;К - константа, характеризуемая критическое изменение плотности материала в результате необратимых структурных превращений под действием циклического нагружен ия,1613921 г г г.Г орректор Т, П едактор Т. Па роизводственно-издательский комбинат Патент, г. Уж ор д, у, рВг о л,Гага ина, 101 аз 3888ВНИИПИ Составитель В. ЛазареТехред М.Моргентал Тираж 500 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при и ГКНТСС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5