Навігація
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Головна arrow Техніка arrow Матеріалознавство в машинобудуванні

Динамічні випробування. Визначення ударної в'язкості

Випробування на ударну в'язкість виконують на маятниковому копрі, навантаження додається з високою швидкістю - падаючим маятником. Маятник піднімають на висоту h 1, при падінні він руйнує зразок, піднімаючись на висоту h 2, при цьому h 2 < h 1 так як частина збереженої при підйомі роботи витрачається на руйнування зразка (рис. 2.11). Таким чином, робота руйнування складе: A = mg (h 1 - h 2) [кгс • м / см2 або кДж / м 2]. Її значення зчитуються зі шкали, встановленої на маятниковому копрі.

При визначенні ударної в'язкості пластичних матеріалів використовують зразки з надрізом, який служить концентратором напружень. У гирлі надрізу виникають напруги, близькі до всебічного розтягування, тобто випробування вельми жорстке. Це дозволяє руйнувати пластичні матеріали. Використовують U- (радіус надрізу 1 мм) і V-подібні (радіус надрізу 0,25 мм) зразки (рис. 2.12 а, б). Залежно від форми надрізу ударна в'язкість позначається КСU або KCV. Зразок встановлюють на маятниковому копрі так, щоб удар маятника відбувався проти надрізу, розкриваючи його.

Ударна в'язкість - це відносна робота руйнування, тобто робота, віднесена до площі ( F) поперечного перерізу зразка до руйнування. Таким чином, KCU (KCV) = A / F | кгс • м / см2 або кДж / м 2].

Схема визначення ударної в'язкості

Мал. 2.11. Схема визначення ударної в'язкості

Зразки для визначення ударної в'язкості

Мал. 2.12. Зразки для визначення ударної в'язкості:

а - з U -подібним надрізом ( KCU ); б - з V-подібним надрізом ( KCV ); в - з нанесеною втомної тріщиною

Для визначення ударної в'язкості твердих, тендітних матеріалів використовують зразки без надрізу.

Руйнування металу при ударних навантаженнях розвивається в дві стадії. На першій зароджується тріщина, на другий вона поширюється до руйнування зразка. Сумарна величина роботи руйнування складається з двох складових - роботи по зародженню (А3) і поширенню (Ар) тріщини. Ці складові залежать від структури матеріалу. Для поділу загальної роботи руйнування на А 3 і А р використовують спеціальні зразки з наведеної (втомної - див. Нижче) тріщиною (див. Рис. 2.12, в). Тріщину отримують на спеціальних вібраторах. При руйнуванні такого зразка необхідно затратити тільки роботу на поширення тріщини. Ударна в'язкість, визначена на таких зразках, позначається КСТ (тріщина).

Надійність матеріалу визначається роботою, витраченої на поширення тріщини. У крихких матеріалів величина А р практично дорівнює нулю (саме тому застосовують зразки без надрізу, визначаючи А 3 ).

Циклічні випробування металів на втому

Втомне руйнування металів відбувається в умовах повторюваних змінних напруг, значення яких менше межі міцності. Це процес поступового руйнування - втома полягає в тому, що під дією змінних навантажень в найбільш навантаженому або ослабленому місці металу зароджується, а потім зростає тріщина, при цьому площа суцільного металу зменшується, тобто напруги зростають (σ = P / F, при постійному навантаженні Р зменшення площі F призводить до зростання напруги σ). Настає момент, коли залишилася неушкоджена частина перетину вже не може витримати прикладеного навантаження, оскільки діючі напруги вище межі міцності (тобто σ> σΒ), при цьому відбувається швидке руйнування металу.

Властивість матеріалу протистояти втомі називається витривалістю. Найбільша напруга, яке витримує метал без руйнування при повторенні заздалегідь заданого числа циклів, називають межею витривалості.

Випробування на втому найчастіше здійснюють на обертовому зразку з доданою постійної згинального навантаженням. Напруження в кожній точці на зразку за один оборот змінюються від позитивних (розтягнення) до негативних (стиснення), тобто змінюються за законом синусоїди (рис. 2.13). При такому навантаженні відношення максимальної і мінімальної величини напруг дорівнює -1. Межа витривалості в цьому випадку позначається σ-1

Випробування виконуються наступним чином. При заданій напрузі визначається кількість

Залежність напруги &#963; від числа циклів п при знакозмінному навантаженні

Мал. 2.13. Залежність напруги σ від числа циклів п при знакозмінному навантаженні:

"+" - Розтягнення; "-" - Стиснення

крива втоми

Мал. 2.14. крива втоми

циклів до руйнування, отримане значення наноситься на графік "n - σ", де п - число циклів. В результаті отримують криву втоми (рис. 2.14).

Як видно з форми кривої, існує напруга, яке взагалі не викликає руйнування, це і є межа витривалості. Це означає, що при напрузі нижче σ-1, деталь може працювати як завгодно довго.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук