Установка для износоусталостных испытаний материалов

(56) Драйгор ДВальчук Г. Влияние износана усталостную прочность стали с учетоммасштабного фактора. - Киев: АН УССР,1962, с, 93-96.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗНОСОУСТАЛОСТНЪХ ИСПЪТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к механическимиспытаниям материалов и может быть использовано для износоусталостных испытаний материалов, а также для оценкивлияния трения на характеристики сопротивления усталости, Цель изобретения -расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при наличии изгибающего усилия, йо и приразличных напряжениях цикла. Предварительно производят испытания серии образцов 3 на усталость без трения, а для каждой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР последующей серии задают координаты локальной зоны, в которой устанавливают контробраэец 6. Локальные зоны располагают в одном и том же сечении по наружной поверхности цилиндрических образцов 3, где действуют определенные напряжения цикла, В процессе испытаний регистрируют характеристики сопротивления усталости и строят семейство кривых усталости, по которымопределяют вкладтрения вусталостное повреждение материала. Механизм прижима контробразца 6 к образцу 3 выполнен в виде рычага 7 с контробразцом 6 и кольца 8, установленного соосно с держателем 2 образца 3 и прикрепленного к основанию 1 установки с возможностью его дискретного перемещения вокруг своей оси, На одном конце рычага 7 закреплен на тросе 11 груз 12 для прижатия контробразца б к образцу 3, а другой конец рычага 7 шарнирно установлен на кольце 8. На кольце 8 также шарнирно установлен шкив 13, на который опирается трос 11 с грузом 12 для обеспечения стабильности нагрузки, с.которой контробраэец 6 прижимают к образцу 3, 5 ил,4-МИзобретение относится к области механических испытаний материалов и может быть использовано для иэносоусталостных испытаний материалов, а также для оценки влияния трения на характеристики сопротивления усталости.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при наличии изгибающего усилия, но и при различных напряжениях цикла.На фиг. 1 изображена установка, общий 10 вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - механизм прижима в различных положениях; на фиг. 4 - эпюра действующих напряжений цикла в сечении образца; на фиг. 5 - семейство кривых усталости,Установка содержит основание 1, на ко.тором закреплен держатель 2 цилиндрического образца 3, привод 4 его вращения, узел 5 нагружения свободного конца образца 3 изгибающим усилием и механизм прижима контробразца 6 к образцу 3, выполненный в виде рычага, связанного цикла (фиг. 4), На фиг. Зб показан узел прижима, повернутый по часовой стрелке на 90 вокруг образца 3 относительно того положения, которое показано на фиг. За. Изменяются координаты локальной зоны, в которой прижимают контробразец 6 к образцу За следовательно, изменяются и напряжения цикла, действующие в поверхностных слоях образца 3 (фиг.4). При повороте узла прижима еще на 90 по часо 4550 вой стрелке (фиг. Зв) прижатие контробразца 6 к образцу 3 осуществляется уже в локальной зоне сжатия его поверхностных слоев, т.е. где действуют минимальные напряжения цикла (фиг. 4),средней частью с контробразцом 6, и кольца 25 8, установленного соосно держателю 2 образца 3 и прикрепленного к основанию 1 установки с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации, Для обеспечения этого кольцо 8 крепится к основанию 1 установ ки при помощи замков 9 и 10, например, типа струбцин. На одном конце рычага 7 закреплен на тросе 11 груз 12 для прижатия контробразца 6 к образцу 3, а второй конец рычага 7 шарнирно установлен на кольце 8. 35Для обеспечения стабильности нагрузки, с которой контробразец 6 прижимают к образцу 3, на кольце 8 шарнирно установлен шкив 13, предназначенный для огибания его тросом 11. 40На фиг, За показано прижатие контробразца 6 к образцу 3 в локальной зоне растяжения его поверхностных слоев, т.е, там, где действуют максимальные напряжения Установка работает следующим образом.Предварительно проводят испытания на усталость по ГОСТУ серии образцов 3 из стали 45, для чего каждый образец 3 серии закрепляют в держателе 2. Для нагружения образца 3 изгибающим усилием на его свободном конце устанавливают узел 5. После выхода образца 3 на заданную частоту вращения 50 Гц приводом 4 производят нагружение образца 3 изгибающим усилием с помощью узла 5, а в процессе испытаний регистрируют характеристики сопротивления усталости и строят кривую усталости (фиг. 5, кривая 1).Последующие серии образцов 3 подвергают износоусталостным испытаниям, при этом для каждой последующей серии задают координаты локальной зоны на наружной поверхности образца 3, в которой установлен контробразец 6 для организации внешнего трения. Для чего контробра.- зец 6 закрепляют на рычаге 7, шарнирно установленном на кольце 8. Устанавливают кольцо 8 поворотом вокруг своей оси так, чтобы прижатие контробразца 6 к образцу 3 осуществлялось в локальной зоне растяжения поверхностных слоев образца 3, т.е. где действуют максимальные напряжения цикла (фиг. За), или в локальной зоне сжатия поверхностных слоев, т.е, где действуют минимальные напряжения цикла (фиг. Зв), Затем каждый образец 3 серии закрепляют в держателе.2, на свободном его конце устанавливают узел 5 и приводят во вращение приводом 4.После выхода образца 3 на заданную частоту вращения 50 Гц производят нагружение образца 3 изгибающим усилием с помощью узла 5 и прижимают контробразец 6 к образцу 3 в одной из указанных локальных зон образца 3, а в процессе испытания регистрируют характеристики сопротивления усталости и строят кривые усталости (фиг. 5). Кривая И усталости (фиг, 5) соответствует износоусталостным испытаниям, когда контробраэец 6 прижимают к образцу 3 в локальной зоне растяжения (фиг. За), а кривая И (фиг. 5) - в локальной зоне сжатия (фиг. Зв), Усилие прижатия контробраэца 6 к образцу 3 постоянное и равно 7 МПа.Последующим вычитанием из суммарного воздействия от усталостного разрушения в трех указанных случаях определяют вклад трения в усталостное повреждение материала при различных напряжениях цикла.формула изобретенияУстановка для износоусталостных испытаний материалов, содержащая основа 1668914ние, размещенный на нем держатель цилиндрического образца материала с приводом его вращения, узел нагружения свободного конца образца изгибающим усилием, контробраэец и механизм прижима контробразца к образцу, отл и ч а ю ща яс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при наличии изгибающего усилия, но и при различных напряжениях цикла, механизм прижима контробразца к образцу выполнен в виде кольца, установленного на основании соосно с держателем образца с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации, рас положенного в плоскости кольца рычага,один конец которого шарнирно связан с кольцом, а средняя часть - с контробразцом, троса с грузом, связанного с другим концом рычага, и шкива, закрепленного на 10 кольце и предназначенного для огибанияего тросом,1668914 фаад О 0 Составитель Н,ВартэноваТехред М.Моргентал Корректор О. Кундрик И. Шулл Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 2652 Тираж 373 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5