Способ изготовления образца для испытания на усталость

Способ изготовления образца для испытания на усталость

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованиям прочностных свойств материала, в частности к способам изготовления образцов для испытания на усталость. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытания образца. Четырехгранную заготовку получают, воспроизводя технологические операции изготовления реальной конструкции, т.е. прокатку и резку на гильотинных ножницах. Затем выполняют рабочую часть образца, для чего диагонально противоположные смежные грани заготовки дополнительно параллельно срезают, сохраняя на двух других диагонально противоположных смежных гранях заготовки участки, длины A и B которых в шестиугольном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в результате технологической обработки реальной конструкции. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯЦ„„1523263 А1

4 В 23 D 15/10, G 01 N 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4323314/31-27 (22) 02.11.87 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (7I) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) М. С. Бабицкий, А. Н. Панов, Н. M. Петушок и Г. А. Прохорчик (53) 621.96 (088.8) (56) ГОСТ 25.502 — 79. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ (57) Изобретение относится к исследованиям прочностных свойств материала, в частности к способам изготовления образцов для испытания на усталость. Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытания образца. Четырехгранную заготовку получают, воспроизводя технологические операции изготовления реальной конструкции, т.е. прокатку и резку на гильотинных ножницах. Затем выполняют рабочую часть образца, для чего диагонально противоположные смежные грани заготовки дополнительно параллельно срезают, сохраняя на двух других диагонально противоположных смежных гранях заготовки участки, длины а и Ь которых в шестиугольном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в результате технологической обработки реальной конструкции. 4 ил.

1523263 лонжерон

10

30

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материала, в частности к способам изготовления образцов для испытания на усталость.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытания образца путем воспроизведения технологических операций изготовления реальной конструкции.

На фиг. 1 и 2 изображены изготовленный предложенным способом образец, главный вид с сечением в рабочей части и вид сбоку; на фиг. 3 — разрез Л-A на фиг. 1; на фиг. 4 — вид 5 на фиг. 3.

Образец содержит захватные 1 и рабочую

2 части с радиусными вырезами 3, поверхности 4 и 5 длиной а и в соответственно, кромку б реальной конструкции, получаемые при изготовлении заготовки образца.

Способ осуществляется следующим образом.

Четырехгранную заготовку получают,воспроизводя технологические операции изготовления реальной конструкции, т.е. прокатку, резку на гильоти нных ножницах.

Затем выполняют рабочую часть образца, для чего диагонально противоположные смежные грани заготовки дополнительно параллельно срезают, сохраняя на двух других диагонально противоположных смежных гранях заготовки участки, длины которых в шестиугольном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в резуль тате технологической обработки реальной конструкции.

Способ обеспечивает сохранение у образца кромки реальной конструкции. Поскольку известно, что в прямоугольном сечении усталостные трещины зарождаются от его кромок (на плоских гранях только при наличии в материале дефекта), следовательно, в образце необходимо сохранять прежде всего кромку реальной конструкции, образованную двумя смежными (взаимно перпендикулярными) поверхностями, получаемыми при ее изготовлении. Так как в сечении конструкции без концентраторов напряжений до 90% долговечности приходится на участок зарождения усталостной трещины, то для обеспечения условий развития трещины, близких к реальной конструкции, в образце необходимо сохранить участки поверхностей, образующих кромку, шириной, по крайней мере, не менее толщины поверхностного слоя, где имеют место структурные изменения, остаточные напряжения и т.п., характерные для техпроцесса изготовления реальной конструкции.

Лример. Для определения характеристик сопротивления усталости кромки полки лонжерона автомобилей МАЗ изготавливались образцы из листового проката толщиной

8 мм стали 22Г2Т1О.

Заготовки образцов прямоугольного сечения размером 270)<40X8 мм получали, как и рамы, резкой на гильотинных ножницах.

С целью определения глубины поверхностных слоев проводились металлографические исследования. В результате установлено, что глубина поверхностного слоя прокатной поверхности составляет 0,14 мм, глубина поверхностного слоя после резки на гильотинных ножницах 0,35 мм. Затем выполняли рабочую часть образца, для чего диагонально противоположные смежные грани заготовки срезали параллельными плоскостями на горизонтально-фрезерном станке фрезой диаметром 120 мм, сохраняя на двух других диагонально расположенных смежных гранях заготовки участки а и в. Поскольку для предотвращения разрушения образца в захватах испытательной машины необходимо уменьшить площадь поперечного сечения рабочей части на 20 — 50%, приняли данное уменьшение площади равным 30%. В результате площадь шестиугольного сечения должна быть равной

224 мм . Длины участков а и в получили, в соответствии с изложенным, равными

4мми15мм.

В результате испытания на усталость партии образцов на растяжение-сжатие при симметричном цикле напряжений с частотой 10 Гц на стандартной машине фирмы

Schenck ФРГ в изломе фиксировалость зарождение усталостной трещины в рабочей части образца в область угла его испытываемых KpoMGK. Был определен предел выносливости о,д — — 190 МПа. Предел выносливости для данного материала, полученного à стандартном известном образце, составил о =260 МПа.

Поскольку коэффициент влияния качества обработки на сопротивление усталости для технологической операции, подобной операции резки на гильотинных ножницах, при пределе прочности данной стали о..=650 МПа составляет 0,7 — 0,85, то ожидаемый предел выносливости для данного нида обработки составляет (0,7...0,85) о- =

=170 — 210 МПа. Для образца, изготовленного предлагаемым способом, предел выносливости составил o. i.,=190 МПа, что подтверждает правильность предложенного способа изготовления образца для испытания на усталость.

Использование предлагаемо "o способа,по сравнению с известными, позволит: повысить достоверность характеристик сопротивления усталости в результате сохранения поверхностей в области угла кромки — зоны зарождения усталостной трещины и таким образом учесть технологические факторы изготовления реальной конструкции; проводить сравнительные оценки конструкторско-техно-, логически х варна нтов исследуемых конструкций, а также более обоснованно выбирать параметры реальной конструкции при расчете ее несущей способности.

1523263

Bud Б

Составитель О. Морозова

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор M. Пожо

Заказ 6933/11 Тираж 831 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ изготовления образца для испытания на усталость, включающий изготовление его заготовки прямоугольного сечения путем прокатки и резки и выполнения его рабочей части уменьшенного сечения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания путем воспроизведения технологических операций изготовления реальной конструкции, рабочую часть образца получают путем дополнительной параллельной резки диагонально противоположных смежных граней заготовки с сохранением на двух других диагонально противоположных смежных гранях участков, длины которых в поперечном сечении не менее глубины поверхностных слоев, получаемых в результате вышеуказанной технологической обработки образца.