Способ усталостных испытаний материала конструкции при случайном циклическом нагружении

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК,826029 19) П 1) 01 М 5) ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ И агрузках. повыше- результачастотах. ру в услонагрузки сти. При дополни- нагрузкой стижения щего эксчно- часвых. уже(21) 4905419/28(56) Методические рекомендации МР 7685/Под ред. С.С.Дмитриченко. - М.: НАТИ,1985, с,13-42.(54) СПОСОБ УСТАЛОСТН ЫХ ИСПЫТАНИЙМАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИИ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ(57) Изобретение касается механических испытаний и относится к способам усталостИзобретение касается испытанийЦель изобретения. - повышениести способа при испытании на высоктотах путем обеспечения одинаусловий тепловидения в условиях нания и нагружения при испытании. Ф"Цель достигается тем, что определяют температурный режим в зоне разрушения,. исключение циклов осуществляют с учетом зависимости характеристики материала от температуры в момент эксплуатационного нагружения данным циклом, дополнительно нагружают образец гармонической нагрузкой. амплитуда которой ниже предела выносливости на данной частоте, и обеспечивают соответствие температуры в условиях эксплуатации и испытания при каждой паре соответствующих циклов путем изменения амплитуды дополнительной гармонической нагрузки.На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - графически эксплуатационная наных испытаний при случайных н Цель предлагаемого изобретения - ние точности способа и прочности та при нагружении на высоких Определяют нагрузку и температу виях эксплуатации.и исключают из циклы ни)ке уровня повреждаемо нагружении.этой нагрузкой образец тельно нагружают гармонической ниже уровня повреждаемости до до температуры образца соответствую плуатационного значения, 3 ил. грузка и температура; на фиг, 3 - графически нагрузка и температура при испытании.Устройство для реализации способа представляет собой нагружател ь 1. позволяющий нагружать образец 2 по заданной программе, программный задатчик 3, связанный с ним блок 4 сравнения, связанный с последним управляющий орган 5, задающий через нагружатель 1 нагрузку на образец, связанные с блоком сравнения датчик 6 температуры, датчик 7 деформации и датчик 8 нагрузки, орган 9 управления амплитудой гармонической нагрузки.Предлагаемый способ реализуется следующим образом.На конструкции в условиях эксплуатации в зоне наибольшей скорости накопления усталостной поврежден ности определяют зависимости 10 и 11 сответственно напряжения и температуры от времени, которые закладывают в программный задатчик 3. В зоне наивысшей скорости накопления поврежденности в образце устанавливают датчик 6 температуры и датчик 7деформации. Блок 4 в процессе нагружения образца 2 исключает из нагружения циклы, не повреждающие материал, для чего в блок 4 закладывают предварительно полученные зависимости от температуры и наработки предельных усталостных характеристик. Для поддержания температурного режима в блок 4 через орган 9 управляет амплитудой гармонической нагрузки 13 в режиме обратной связи от датчика 6, управляя температурной зависимостью 14. В результате испытания согласно данному способу партии образцов при разных наработках можно построить кривую остаточной прочности конструкции от эксплуатационной наработки, проведены ускоренные испытания нагрузкой 15.,П р и м е р. Испытанию подвергалась партия образцов стеклопластика (ППН + ЭДТ), Эксплуатационное нагружение носило случайный характер с характеристиками; средний уровень нагрузки соответствовал 0,9 оя при нормальных условиях на базе 1 млн. циклов, среднее квадратичное отклонение соответствовало 0.2 ов, примерно 70% циклов, согласно прототипу, отсекалось, как не привносящие дополнительной повреждейности, При испытании, согласно прототипу, остаточная прочность образцов уменьшилась при наработке, соответствующей 1 млн. циклов в условиях эксплуатации, на 7 о , При испытании,:огласно заявленному способу, было обнаружено, что в условиях . эксплуатации материал разогревался примерно на 60 К, в то время, как при испытании, согласно прототипу, материал разогревался примерно на 10 К. Дополнительный разогрев был получен дополнительным нагружением на частоте 100 Гц при амплитуде, соответствующей 0,05 сто. При этом около 10 оциклов дополнительно вошло в испытательное нагружение, поскольку при температуре разогрева их повреждающим действием нельзя было пренебречь, В результате остаточная прочность образцов после указанной наработки уменьшилась на 11%, что укаэыввает на более быстрый процесс накопления повреждений. Проведение полномасштабного 5 эксперимента показало, что остаточнаяпрочность снижается примерно на 12 , т,е, погрешность в определении характеристики поврежденности уменьшилась с 40 до 9 о , т.е, в 5 раз. Таким образом, предлагае мый способ позволяет повысить точность и. достоверность результата, уменьшив погрешность в 5 раз. Формула изобретения15 Способ усталостных испытаний материала конструкции при случайном циклическом нагружении, заключающийся в том,что определяют эксплуатационную зависимость изменения напряжения по времени в20 зоне наибольшей скорости накопления повреждения конструкции, определяют циклыэксплуатационной нагрузки с уровнем нижеуровня поврежденности конструкции и нагружают образец материала конструкции25 нагрузкой, иэ которой исключают указанные циклы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности при высокочастотном гармоническом нагружении.путемснижения погрешностей, связанных с разЗ 0 ностью тепловых процессов, обусловленных,эксплуатационными и испытательными нагрузками, определя 1 от зависимость по времени температуры конструкции в условияхэксплуатации в месте наибольшей скорости на 5 копления повреждений, определение цикловэксплуатационной нагрузки с уровнем нижеэксплуатационного уровня поврежденностиосуществляют с учетом указанной зависимости. а при нагружении в образце поддерживают температуру, равную температуреконструкции в условиях эксплуатационнойнагрузки, путем приложения к нему дополнительной гармонической нагрузки с изменяемой амплитудой,451826029 Составитель Г. СулаквелидзеТехред М,Моргентал Корректор В; Петраш лэ дакто Производственно Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. 1 О ьскии, комби Заказ 2317 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5