Способ определения усталостных характеристик материалов

СОЮЗ СОВГТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГ 1 УБЛИК 81 9(.Б Ц ( 1 й 3/32 1)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСК(71) Государственныйтельский институт гражд,Короновский А.А, "Количесталостное разруллургия, 1989, стр. фия, УМета Изо материа нове пр рактери распрос может б деления сти расп при одн растяже бретение относится к и лов на различной металли и определении их устало стик, в том числе и н транения усталостных тр ыть также использовано скручивающего момента ространения усталостной овременном действии о ния с различной асиммет спытанию ческой осстных хаа стадии ещин. Оно для опрев плоско- трещины дноосного рией цикЦель изобретения сти путем снижения по ных с возникновением скручивающих моментоПоставленная цель в способе определения- повышен грешносте неконтро в,достигаетс усталостн ие точно Й, связан лируемых я тем, что ых харакГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР)(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛ(ЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытаниям материалов при определении их усталостных характеристик. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения погрешностей, связанных с неконтролируемыми скручивающими моментами. Образец помещают в захвате испытательной машины и фиксируют, Осуществляют скручивание образца. После проведения усталостных испытаний с асимметрией цикла и определении долговечности и измерения скорости роста трещины образец снимают с испытательной машины и подвергают фрактографическому исследованию с измерением шага усталостных бороздок, Для каждого образца проводят испытания при фиксированном значении асимметрии цикла и угла скручивания, получают серию характеристик материала в виде живучести и долговечности. После аппроксимации указанных зависимостей величин от угла скручивания находят их значения при величине угла скручивания, равном нулю. Установленные значения механических характеристик относят к случаю чистого растяжения образцов без их скручивания в плоскости разрушения, 1 ил. теристик материала, заключающемся в осуществлении нагружения образцов путем их циклического растяжения с разной асимметрией цикла в тестовых условиях, определении долговечности, скорости роста трещины, а после разрушения фрактографическом определении параметров рельефа излома в виде шага усталостных бороздок с последующим установлением связи между скоростью и/или параметром рельефа излома и эквивалентным коэффициентом интенсивности напряжений, осуществляют для каждого исследуемого уровня асимметрии цикла скручивание образца на фиксированну)о величину угла относительно нулев 0 го положения образца, о котором судят по расположению образца после его фиксирования в одном из захватов испытательной машины, определяют зависимость скорости роста трещины, фрактографических параметров и фиксируемой в опыте долговечности образца от угла скручивания, а о свойстве материала сопротивляться усталостному разрушению при циклическом одноосном растяжении судят по определяемым на основании опыта экстремальным значениям механических характеристик при нулевом значении угла скручивания. Фиксирование положения испытываемого образца после его установки в одном из захватов позволяет определить то идеальное расположение образца в машине, при котором его испытание будет происходить без скручивания в плоскости разрушения, Однако после зажима образца во втором захвате будет происходить его некоторое скручивание, которое в различных испытательных машинах и для разной геометрии или неплоскостности образцов будет различно. Поэтому предлагается осуществлять при расположении образца во втором за- хвате его принудительное скручивание на некоторый угол, который обязательно фиксируется с помощью специального тарированного устройства, Поскольку даже в этом случае естественны погрешности опыта, то необходимо проводить испытания на рассматриваемом уровне асимметрии цикла не при одном, а при нескольких углах скручивания. По результатам измерения скорости роста трещины шага усталостных бороздок, долговечности образца устанавливается зависимость этих характеристик материала, сопротивляться усталостному разрушению от угла скручивания, Причем, в силу симмет. рии, эта зависимость имеет экстремум при угле скручивания, равно нулю, Поэтому после аппроксимации экспериментальных данных при разных углах скручивания устанавливают связь этих параметров с углом скручивания, а о свойстве материала сопротивляться усталостному разрушению при циклическом растяжении судят по экстремуму установленной связи при угле скручивания, равном нулю.На чертеже представлена величина поправочной функции для сплава АВТ, учиты 5 вающая влияние угла скручивания плоскогообразца при различной асимметрии циклического растяжения,П р и м е р реализации предлагаемого способа. Образец прямоугольного се 10 чения 10 Х 10 мм с боковым надрезомглубиной 1 мм помещают в верхнем захватеиспытательной машины и фиксируют его положение относительно стола, в котором расположен нижний захват, С помощью15 специального приспособления осуществляют скручивание образца и в таком положении фиксируют его в нижнем э%хватеиспытательной машины. Погрешность в определении угла скручивания в плоскости20 распространения разрушения ниже, чемпри установке образца в нижнем захвате,Это обьясняется тем, что величина угласкручивания в плоскости трещины в два раза меньше угла.25Формула изобретенияСпособ определения усталостных характеристик материалов, заключающийся втом, что нагружают образцы материала пуЗ 0 тем циклического растяжения с разнойасимметрией цикла до разрушения и определяют параметры рельефа излома и усталостные характеристики материала приотсутствии скручивающего момента, о тл иЗ 5 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности за счет снижения погрешностей,связанных с возникновением неконтролируемых скручивающих моментов, в процессе нагружения прикладывают к образцам40 скручивающие моменты разной величины,определяют зависимость от величины скручивающего момента усталостных характеристик и параметров рельефа, по которойсудят об указанных характеристиках и пара 45 метрах при отсутствии скручивающего момента,1816995 оставитель А.Шанявскийехред М,Моргентал Корректо екма едактор Т,Ивано аказ 1718 ВНИИПИ Госуда роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 2.8 2 ф 2 О 1.6 1.2 Тиражвенного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССая наб 4/5