Образец для испытаний на усталость

)5 ЕНИ ИСА РСКОМУ СВИДЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Подгорный А.С, и др. Малоцикловая усталостная прочность сварных цилиндрических оболочек с технологическимидефектами. - В кн.: Конструкционная прочность и механика разрушения сварных соединений, Материалы науч.-техн. семин12-13 июня, Л 1986, с. 56-59.54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА УСТАЛОСТЬ57) Изобретение относится к образцам дляиспытаний на усталость, имеющим Ч-образное отклонение от плоскостности, и позволяет приблизить условия испытаний к Изобретение относится к образцам для испытаний на усталость и может быть использовано при определении циклической долговечности листовых конструкций, например сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и продуктов ее переработки. Цель изобретения - приближение условий испытаний к условиям эксплуатации резервуаров, имеющих соединительные швы, за счет обеспечения эксплуатационных деформаций образца в поперечном направлении, расширение диапазона создаваемых деформаций.На фиг. 1 изображен образец, общий вид; на фиг. 2 - образец с брусками; на фиг, 3 - вид А на фиг. 2. й 1/28//6 01 й 3/32 условиям эксплуатации резервуаров, имеющих соединительные швы за счет обеспечения эксплуатационных деформаций образца в поперечном направлении, и расширить диапазон создаваемых деформаций. Образец состоит из двух пар пластин 1, 2, одни концы которых жестко соединены между собой с образованием Ч-образного продольного сечения 3 (соединение пластин может быть сварным), а другие концы соединены симметрично относительно плоскости п-п, Между пластинами установлен упругий демпфер 5. Между концами пластин могут быть установлены на сварке бруски, Концы пластин или бруски) укрепляют в захватах испытательной машины и нагружают образец пульсирующей нагрузкой Р. Бруски позволяют расширить диапазон создаваемых деформаций при заданном уровне напряжений в пластинах 1, 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил,Образец для испытаний на усталость состоит из симметрично изогнутых пластин 1, 2, одни концы которых жестко соединены между собой с образованием Ч-образного продольного сечения 3, которое может быть выполнено, например, эа счет сварного соединения 4. Две пары соединенных между собой Ч-образных пластин 1, 2, соединены свободными концами симметрично относительно плоскости п-п, проходящей через участки соединения этих концов. Между центральными участками этих пар пластин установлен упругий демпфер 5, который может быть выполнен, например, из упругой резиновой прокладки или металлической пружины. По плоскости и-и концы пластин соединены либо непосредственно, либо с помощью сварки. Концы пластин могут бытьсоединены также посредством размещенных между ними и приваренных к ним брусков 6. В захватной части пластины могут быть выполнены шириной В, а в месте Ч-образного соединения - как шириной В, так и (особенно для пластин толщиной д14 мм) с меньшей по размеру шириной Ь.Образец готовят к испытаниям и испытывают следующим образом.Пластину из стали 09 Г 2 С толщиной д =12 мм, размером 400 х 750 мм изгибают на трехвалковых вальцах в направлении прокатки листа (вдоль размера 750 мм) так, чтобы после разрезки этой пластины и последующей сварки (шов 4) получить на базе =500 мм требуемую стрелку вогнутости 1=10-16 мм, как и у стенок вертикальных цилиндрических резервуаров из стали 09 Г 2 С толщиной д = 12 мм обьемом 20 тыс.м, имеющих в зоне вертикальных сварных соединений отклонения от правильной геометрической формы кругового цилиндра. Из пластины изготавливают образцы с шириной средней части Ь=60 мм, Концы образца (фиг. 1) закрепляют в захватах испытательной машины и нагружают его пульсирующей нагрузкой Р, вызывающей в пластинах 1 и 2 максимальные напряжения а= 0,8 Яу, где Ву - рас.четное сопротивление стали растяжению по СНиП 11-23-81, Упругий демпфер подбирают таким образом, чтобы изменение деформации 1 составило Ь 1=(1/3 - 1/4) 1, При ВУ= 315 МПа и б= 0,8 315= 252 МПа для 1=15 мм Л 1= 4 - 5 мм,Если необходимо расширить диапазон создаваемых деформаций при заданном уровне напряжений в пластинах 1 и 2, используют образец с брусками 6 (фиг. 2 и 3), размещенными между концами пластин и приваренными к ним с плавным переходом от основного металла к металлу шва, Демпфер 5 подбирают аналогично. При толщине бруска а= 40 мм для образца с 1= 15 мм при 6 = 0,8 Яу= 252 МПа изменение деформации образца с д = 12 мм составило Л 1= 5 мм. Бруски 6 используют для крепления в захватах испытательной машины, Уменьшение ширины образца с В до Ь выполнено для того, чтобы образовать наиболее слабое сечение посередине образца, не допустив появления раньше усталостных трещин в зоне сварных швов, соединяющих бруски 6 с пластинами, Требуемое усилие Р назначают, исходя из фактических значений толщины д30 гнутых пластин, одни концы которых жестко соединены между собой с образо 35 4045 50 55 5 10 15 20 25 пластин и их ширины Ь. За критерий соответствия условий испытаний образцов реальным условиям работы цилиндрических резервуаров принимают величину изменения деформации Л 1 на базепри обеспечении напряжений, возникающих в стенке резервуара в процессе его наполнения - опорожнения,Испытания образца, изображенного на фиг. 2 и 3, на гидравлической машине с пульсатором типа ЦД 200/400 Пу дало возможность установить, что при числе циклов нагружения от 8 10 до 1,2 10 по линии сплавления сварного соединения 4 с внутренней стороны пластин, где суммируются напряжения от растяжения и изгибающего момента, появляется визуально наблюдаемая трещина, которая зарождается по всей ширине Ь. Исходя из полученного числа циклов нагружения с учетом коэффициента запаса определяют допустимое число циклов наполнения - опорожнения резервуара. формула изобретения 1, Образец для испытаний на усталость, имеющий пару симметричных изованием Ч-образного продольного сечения, а другие предназначены для зажима в захватах испытательной машины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации резервуаров, имеющих соединительные швы, за счет обеспечения эксплуатационных деформаций образца в поперечном направлении, он снабжен второй парой пластин, выполненной аналогично первой и соединенной с ней соответствующими свободными концами симметрично относительно плоскости, проходящей через участки соединения этих концов, и упругим демпфером, установленным между центральными участками этих пар. 2. Образец по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона создаваемых деформаций, пары пластин соединены между собой посредством размещенных между ними соответствующих брусков, предназначенных для зажима в захватах испытательной машины.. Пал едактор М. Келе Подписноеетениям и открытиямискал наб., 4/5 ГКНТ СССР Го дственно-издатель ТЕНТ комбинат Закаэ 4240 ВНИИПТираж арственного комите 113035, Москва