Испытания на усталость

Большинство разрушений деталей и конструкций при эксплуатации происходит в результате циклического (многократно прикладываемого, изменяющегося по величине и направлению) нагружения. Разрушение материала в условиях циклически повторяющихся напряжений называют усталостью, а свойство материалов противостоять усталости — выносливостью. Испытания на усталость (ГОСТ 25.502—79) проводят на специальных машинах, позволяющих получить повторнопеременные напряжения — изгиб при вращении и при консольном нагружении (рис. 3.10, а).

Сопротивление усталости характеризуется пределом выносливости ад, т. е. максимальным напряжением, которое не.

Рис. 3.10. Схема испытаний на усталость:

а —схема нагружения образца: 1 — вращающийся шпиндель (стрелка показывает направление вращения); 2 — образец; 3 — нагружающий подшипник; Р — сила тяжести груза; б — циклическое изменение напряжения в образце: а — напряжение; т — время; <�т_тах и a_min — максимальное и минимальное напряжение цикла соответственно; т_ц — время цикла; в — диаграмма усталости для материалов, имеющих (1) и не имеющих (2) физического предела выносливости a_R

разрушает металл при любом или при заданном числе N однократных смен напряжений (циклов) с учетом различных коэффициентов асимметрии цикла R = a_min /а_тах. Предел выносливости при симметричном цикле (a_min /ст_тах = -1) обозначают a__t (рис. 3.10, б).

По результатам испытаний не менее 15 образцов строят кривую усталости в координатах a — N. Горизонтальный участок кривой, когда напряжения не меняются при бесконечно большом числе циклов, соответствует пределу выносливости а_! (рис. 3.10, в).

Между пределом выносливости и пределом прочности существует экспериментально установленная связь: для.

a_i а_!

сталей — — ~ 0,5; медных сплавов — — ~ 0,3—0,5; алю;

" ст, ^Ств

миниевых сплавов — — «0,25—0,4.

Необходимы и другие виды испытаний: на жаропрочность, коррозионную и кавитационную стойкость, изнашивание, технологические испытания на изгиб, осадку, перегиб, выдавливание (для определения способности металла к пластическому деформированию).