Lucrarea de laborator № 16
Scopul lucrării este familiarizarea cu procedura de încercare a oboselii pentru deformarea curbării pure și determinarea limitei de anduranță a materialului la tensiuni variabile în timp.
Informații de bază
Se știe că aproximativ 20% din piesele mașinilor eșuează la solicitări mult mai mici decât limita de rezistență pentru un anumit material. Motivul pentru aceasta este oboseala - starea materialului, în care stresul alternativ provoacă o dezvoltare progresivă a fisurilor, ducând la distrugere.
Capacitatea unui material de a rezista distrugerii la solicitări variabile se numește rezistență.
Factorul cel mai nefavorabil, reducând astfel semnificativ rezistenta este mare concentrare locală stresul cauzat de schimbări ascuțite ale secțiunilor transversale (file, găuri, adâncituri, traversele, etc.), și daune neregularităților suprafeței (prelucrarea aspră, zgârieturi, etc.) Defecte interne (pori, incluziuni de zgură etc.).
Cele mai frecvent utilizate sunt tensiunile unui ciclu simetric când proba rotativă este îndoită.
Testul de oboseală se efectuează pe o mașină specială MUI-6000. care permite crearea unei deformări a curburii pure cu un cuplu maxim de 50 N · m. Schema de încărcare a eșantionului este prezentată în Fig. 16.1. Sarcina constantă Q determină un ciclu de tensiune simetric în proba de rotație. cele mai periculoase pentru partea respectivă.
Fig. 16.1. Schema de încărcare a eșantionului în timpul testului de anduranță
Atunci când este testat pentru durabilitate folosind specimene standard de formă cilindrică GOST 25.502-79 diametrul de 5-10 mm, astfel, pentru obținerea unor rezultate fiabile de testare necesită 6-12 replicate.
Primul eșantion este testat la stresul cel mai ridicat al ciclului pentru oțelurile σmax = 0,6 · σpt. pentru aliaje și metale neferoase σmax = 0,4 · σpt. stabilind numărul de cicluri N la care eșantionul a fost distrus.
Pentru fiecare probă ulterioară, tensiunile maxime sunt reduse cu 20. 40 MPa, în timp ce numărul de cicluri necesare pentru distrugere crește. Ca rezultat, sunt așa-numita limită de anduranță - tensiunea maximă pe care proba poate rezista fără eșec pentru un anumit număr de cicluri, numite teste de bază (teste pentru baza oțelurile egală cu 10 x 10 6 cicluri pentru metale neferoase - 100 x 10 6 cicluri).
Diagrama reprezentată în coordonatele σmax-Nc. se numește curba oboselii (curba Woller) și ne permite să determinăm limita de anduranță a materialului sub ciclul simetric de încărcare σ-1 (Figura 16.2).
Fig. 16.2. Curba oboselii (curba Woller)
Testele de anduranță sunt teste de lungă durată, iar atunci când se efectuează lucrări de laborator, nu este întotdeauna posibilă obținerea unei limite de anduranță. De obicei, acestea se limitează la determinarea stresului distructiv al două sau trei eșantioane.
Cu teste atent realizate, se poate verifica faptul că σmax mai mic. cu cât numărul de cicluri de încărcare este mai mare, supraviețuirea eșantionului.
Ordinea de executare și prelucrare a rezultatelor
Substanțele care au cauzat distrugerea eșantionului sunt calculate în funcție de formula
unde Mi = Qi 10/2 este momentul de îndoire din secțiunea mijlocie a eșantionului;
Wx = πd 3/32 este momentul de rezistență al secțiunii medii a eșantionului.
Pentru oțel, valoarea așteptată a limitei de oboseală se calculează prin una dintre următoarele dependențe:
Procedura de testare este după cum urmează:
- se măsoară dimensiunile eșantionului și se calculează sarcina primară Q;
- Proba este fixată în capetele axului mașinii de testare. indicatorul este setat, contorul eșantioanelor este resetat și motorul este pornit;
- după defalcarea eșantionului, numărul de cicluri înainte de distrugere se determină din contorul eșantioanelor;
- următoarea etapă de încărcare este luată și testul este repetat.
Întrebări de test
- Ce factori determină distrugerea pieselor la tensiuni alternante relativ mici?
- Cum este construită curba oboselii pentru un ciclu simetric și în ce scop?
- Definiți limita rezistenței.
Trimiteți-le prietenilor: