Кривые усталости. Предел выносливости
Чтобы определить предел выносливости того или иного материала, нужно на соответствующей испытательной машине испытать партию не менее 10 одинаковых образцов из данного материала.
Пределы выносливости материала при выбранной характеристике цикла будут разными в зависимости от вида деформации, при которой испытываются образцы, т.е. в зависимости от того, при переменных напряжениях растяжения-сжатия, переменном кручении, изгибе или условиях сложного напряженного состояния их испытывают. Поэтому, ставя перед собой цель получения предела выносливости, следует заранее указать, при каком виде деформации и характере изменения напряжений за цикл требуется определить предел выносливости. В соответствии с поставленными требованиями выбирают испытательную машину. Принципиальная схема простейшей машины, предназначенной для проведения испытаний на усталость при изгибе с вращением, представлена на рис.59.
При испытании партии образцов с целью получения предела выносливости sр необходимо давать такие нагрузки на отдельные образцы, чтобы они разрушались, выдержав различное число циклов нагружения. Чаще всего испытания проводятся при симметричном цикле напряжений. В этом случае предел выносливости обозначается s-1.
Рис.59
|
|
|
Обработка полученных экспериментальных данных сопровождается построением кривой усталости (кривой Велера). Ординаты кривой усталости – значения максимальных напряжений цикла, при которых происходит разрушение детали, а абсцисса – число циклов N, которое выдержала деталь до разрушения (рис.60). Построение усталостной кривой представляет собой весьма трудоемкую задачу.
Рис.60
Строя кривую усталости по точкам разрушившихся образцов, легко убедиться, что, например, при испытании стали, при высоком уровне напряжений кривая круто падает, а по мере снижения их крутизна уменьшается и кривая приближается к некоторой горизонтальной прямой, отсекающей на оси ординат отрезок, величина которого и определяет предел выносливости. Ордината точки на кривой, где последняя практически совпадает с горизонталью, соответствует такому напряжению, при котором образец не разрушится, пройдя число циклов, соответствующее заранее заданной величине, так называемое базовое число циклов.
В процессе длительных испытаний было установлено, что образцы материалов, кривая усталости которых имеет горизонтальный участок, не разрушившиеся при
N = 107 циклах, не разрушаются и при большем числе циклов. Поэтому испытания таких образцов прекращают при N = 107 циклах и в том случае, если они не разрушились.
|
|
|
Для цветных материалов и легированных сталей кривая усталости не имеет горизонтального участка, т.е. для них не удается установить такое число циклов, после которого образец не разрушился бы в дальнейшем. В подобных случаях база испытаний принимается N=108 циклов. В этом случае под пределом выносливости понимается то наименьшее значение максимального напряжения цикла, при котором происходит разрушение образца при базовом числе циклов, и обозначается этот предел s-1N.
Следует обратить внимание на то, что результаты усталостных испытаний имеют значительный случайный разброс. Для получения достаточно достоверных характеристик прочности материала при переменных напряжениях нужно испытать много образцов, после чего результаты испытаний подвергнуть статистической обработке.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 220; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!