Способ определения циклической долговечности металлических материалов

(5 Н 5 НИЕ ИЗОБРЕТ гружения. Цель изобретения - повышение информативности путем определения долговечности материала при различных дара. метрах многоциклового нагружения. Эта долговечность Й определяется для величины Р пластической накопленной в материале деформации из соотношенияО - О а - а-Гуп - О Оп Оей =10где К - коэффициент, постоянный для данного металла и его температуры определяется из этого же соотношения для полученных опытом о, й и И при симметричном циклическом нэгружении образцов, а Оп - амплитуда напряжений, соответствующая долговечности йп материала для пе.рехода от мало- к многоцикловой усталости, которую получают из опыта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. творриэт ской рабо проч(54) СПОСОб ОПРЕ СКОЙ ДОЛГОВЕЧ СКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение от ной технике и поза точную долговечнос предварительного э Изобретени ной технике и точную долгове предварительн гружения. материала и осуществляют их нагружение, симметричными циклами с амплитудой, й(оп й )а 1 )до разрушения, регистрируют число й циклов до разрушения, из-готавливают партию дополнительных, образцов, аналогичных основным, подвер-гают их испытаниям на усталость при сим-.метричном нагружении и определяютпредел их выносливости О , число йп циклов перехода от мало- к многоцикло., вой усталости и соответствующую ему . амплитуду Оп циклического нап ряже-ния. Определяют величину я пластической деформации. накопленную в материале основных образцов при эксплуатационном параметрическом многоцикловом нагружертежом иом.ции изжают ихределяютмацию й осущ Игота эксп накоп ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем прочности АНи Киевский центр научно-техническогочества молодежи "Прогресс"(56) Третьяченко Г.Н., Кравчук Л.В., КР.И. Особенности процессов термичусталости конструктивных элементов,тающих в газовом потоке. - Проблемыности, 1980, ЬВ 10. с, 79-87. ДЕЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕ- носится к испытательляет определять остаь материала после его ксплуатационного наотносится к испытательволяет определять оста-сть материала после егоэксплуатационного наЦель изобретения - повышение информативности путем определения долговечности материала при различных параметра многоциклового нэгружения,особ иллюстрируется че твляется следующим обре .материала конструк ивают образцы, нагру уатационной нагрузкой,ог енную пластическую дефо Я 2 16321нии, и величину Оамплитуды напряжения их нагружения из соотношения:Я - О; Ц - О,К --- 4 КОи - Я Ол - Щ г К .= 10 Определягот коэффициент К, постоянныйдля данного материала и его температуры,а остаточную циклическую долговечностьпри эксплуатационном параметрическомнагружении определяют из соотношенияКО - О- О - О 4 Ко, - о оп 0гй =10 (2)Кроме этого, изготавливают вторуюпартио дополнительных образцов, нагружгнот их растяжением и определяют их удлинение д п ри разрыве, по которомуопределягот максимально допустимую величину емок = д/2 деформации. накопленнойв материале при соответствующей минимальной долговечности Мп. Для максимальной долговечности Июсх материала прициклическом нагружении определяют минимально допустимую величину гмин накопленной деформации из соотношениясг о о - гт.гт- о Оп - Ог,К,л = 10, (3)и определягот интервал Ъ,.ксегмин величин е накопленной в материале пластической деформации при эксплуатационномпараметрическом нагружении.Способ. позволяет, таким образом. приразличных параметрах предварительногоэксплуатационного нагружения (статическое в условиях релаксации напряжениИили ползучести, динамическое с различными циклами и их амплитудами при различньгх температурах и времени нагружения)определять остаточную циклическую долговечность различных конструкционных металлов,П р и м е р, Из хромоникелевЬй сталиизготовили цилиндрические образцы диаме 1 ром 6 мм и длиной 50 мм рабочей части,которые снабкены резьбовыми головкамидля закрепления в испытательных машинахУР, МИР-ст для предварительного нагружения и испытания на циклическую долговечность.Предварительное нагружение былостатическим в условиях ползучести материала при комнатной температуре. Определили для хромоникелевой стали пределвыносливости гт,= 440 УПа, Оп = 0,85 ов":852 МПа и Мл = (1,2-3,0) 10 циклов, Отобрагли сериа образцов с накопленной пластической деформацией г:= 2 10 в результате.3предварительного нагружения, При цикли 10 15ем и определили д/2, которая ограничивает 20 25 30 35 40 45 50 55 ческом нагружении образцов этой серии при амплитуде о =- 480 МПа напряжений получили их долговечность Йг = 1 10 цик-. лов, По соотношению (1) получили, что К = 17,2. Принимая. г 7 =ВАЙО МПа, иэ интерва ла оп ) Оо., из соотношенигг(2) получаем конкретнуго зависимостье М" = 10которая показана пунктирной линией на чертеже в логарифмических координатах, где верхние индексы у М указывают амплитуду циклических напряжений в МПа. Чтобы ограничить полученную зависимость, испытали серию образцоврастяжени предварительную деформацию сверху, Затем испытали серию образцов без накопленной деформации и определили й 3, Из соотношения (3) нашли гмин,Образцы хромоникелевой стали нагрузили ста гически при ползучести при комнатной температуре. Затем довели их до разрушения симметричной циклической нагрузкой с амплитудой 540 МПа. Полученная зависимость показана на чертеже сплошной линией. Практическое совпадение сплошной и пунктирной линий подтверждает правомерность способа Формула изобретения 1. Способ определения циклической долговечности металлических материалов, заключающийся в том, что из материала конструкции изготавливают образцы, нагружают их эксплуатационной нагрузкой, затем - циклической нагрузкой. регистриру-. ют число циклов до разрушения, по которому судят о циклической долговечности материала, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью повышения информативности путем определения долговечности материала при различных параметрах многоциклового нагружения, изготавливают партию дополнИ- тельных образцов, аналогичных основным, подвергают их испытаниям на усталость при симметричном нагружении и определяют предел выносливости о. число циклов й перехода от мало- к многоцикловой усталости и соответствующую ему амплитуду% циклического напряжения, партию основных образцов испытывают в эксплуатационном режиме и определяют накопленную пластическую деформацию Ю, затем подвергают испытаниям на усталость при симМетричном нагружении и находят их циклическую долговечность йь а остаточную циклическую долговечность й материала при амплитуде напряжений и, имеющвго1632158 исх Составитель Ю.ВиноградовРедактор Л.Народная Техред М.Моргентал . Корректор М,Шароши Заказ 2810, Тираж 266 Подписное ВНИЙПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытйМм при ГКНТ С 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Произво после эксплуатационного нагружения пластическую деформацию с, определяют из соотношенияК 4 К0 - 0- . 0- О- Оп - 0 Ол - 0ей =10где К - коэффициент материала, зависящий от его температуры, определяют из соотно- шенияко 1 -0-1 о - о4 КЪ -Й Я -Йе й 1 -- 102. Способ по и.1, отл и ч а ю щийс я тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния максимально и мини. мально допустимых величин эксплуатационной пластической деформации, изготавливают дополнительно две партии образцов, одну нагружают растяжением и 5 определяют удлинение образцов при разрыве. по которому судят о максимально допустимой величине деформации. способной накапливаться в материале, а другую подвергают испытаниям на усталость, опреде ляют циклическую долговечностьматериала, не подвергавшегося эксплуатационному нагружению, по которой судят о минимально допустимой величине накопленной деформации,1