Приложение Г (обязательное). Метод определения предела ограниченной выносливости при циклическом растяжении, сжатии и растяжении - сжатии

Приложение Г
(обязательное)

Метод
определения предела ограниченной выносливости при циклическом растяжении, сжатии и растяжении - сжатии

Г.1 Сущность метода

Образец подвергают циклическому растяжению, или сжатию, или растяжению - сжатию и определяют предел ограниченной выносливости.

Г.2 Оборудование

Требования к оборудованию - по ГОСТ 32656 при растяжении и ГОСТ 25.602 при сжатии.

Испытательная машина должна обеспечивать деформирование образцов при симметричном и асимметричном, знакопостоянном и знакопеременном циклических нагружениях.

Захваты испытательных машин должны исключать изгибные деформации и потерю устойчивости образцов при сжатии.

Г.3 Подготовка к проведению испытания

Г.3.1 Подготовка образцов

Г.3.1.1 Образцы изготовляют в виде двусторонних лопаток (см. рисунок Г.1) размерами:

- ширина рабочей части - (10,0 0,5) мм;

- ширина захватной части - (25 1) мм;

- радиус галтели - (160 1) мм;

- общая длина: от 180 до 300 мм - при растяжении, от 140 до 240 мм - при сжатии и растяжении - сжатии;

- измерительная база - (50 0 0,5) мм;

- толщина: от 3 до 15 мм - при растяжении, от 10 до 15 мм - при сжатии и растяжении - сжатии.

"Рисунок Г.1 - Образец"

Г.3.1.2 Для испытаний используют не менее 15 образцов.

Г.3.1.3 Перед испытанием образцы кондиционируют при температуре (232)°С и относительной влажности (505)%, если иное не установлено в нормативном документе или технической документации на изделие.

Г.3.2 Измеряют ширину и толщину рабочей длины образцов.

Г.3.3 Перед началом циклических испытаний на растяжение определяют предел прочности при растяжении по ГОСТ 32656, перед началом циклический испытаний на сжатие определяют предел прочности при сжатии по ГОСТ 25.602, перед началом циклических испытаний на растяжение - сжатие определяют предел прочности при растяжении и предел прочности при сжатии по ГОСТ 32656 и ГОСТ 25.602 соответственно.

Г.3.4 Если выполняется неравенство (Г.2), начальный уровень максимальной прочности при растяжении , МПа, вычисляют по формуле:

,

(Г.1)

,

(Г.2)

где предел прочности при растяжении (см. Г.3.3), МПа;

- коэффициент асимметрии цикла;

- предел прочности при сжатии (см. Г.3.3), МПа.

Если выполняется неравенство (Г.4), начальный уровень минимальной прочности при сжатии , МПа, вычисляют по формуле:

,

(Г.3)

.

(Г.4)

Коэффициент асимметрии цикла вычисляют по формуле:

.

(Г.5)

При сравнении коэффициента и отношения - необходимо учитывать знак пределов прочности при растяжении и сжатии: предел прочности при сжатии следует считать отрицательным, предел прочности при растяжении - положительными. Последующие уровни напряжений (прочность при растяжении или прочность при сжатии) следует назначать с учетом результатов испытаний на предшествующих уровнях напряжений, но меньшими, чем начальные.

Начальную нагрузку цикла при растяжении , вычисляют по формуле:

,

(Г.6)

где - площадь поперечного сечения рабочей части образца, .

Начальную нагрузку цикла при сжатии , , вычисляют по формуле:

.

(Г.7)

Г.3.5 Настройку испытательной машины в соответствии с требованиями Г.3.4 проводят без установки образцов.

Г.4 Проведение испытаний

Г.4.1 Образец устанавливают в захваты машины, тщательно центрируют и закрепляют. Затем включают испытательную машину и проводят контрольную проверку действующих на образец нагрузок.

Г.4.2 Испытания образцов одной серии, по результатам которых строят кривую усталости, проводят при постоянном коэффициенте асимметрии цикла.

Г.4.3 При испытании образцов нагружение проводят с постоянной скоростью, причем частота нагружения не должна превышать 5 Гц.

Г.4.4 Нагружение проводят в режиме постоянства заданных максимальных и амплитудных напряжений цикла в процессе всего испытания образца.

Испытание каждого образца проводят до разрушения или до определенного числа циклов [см. А.2.2 (приложение А)], принимаемого в качестве базы испытаний. База испытаний должна составлять не менее циклов нагружения.

Г.4.5 На каждом уровне напряжений должно быть испытано не менее трех образцов. Число уравнений задаваемых напряжений должно быть не менее четырех.

Г.5 Обработка результатов

Г.5.1 По результатам испытаний серии образцов на диаграмму с координатами (, lgN) наносят экспериментальные точки и строят кривую усталости. При знакопеременном растяжении - сжатии по оси ординат откладывают величины максимальных напряжений цикла, если выполняется неравенство (Г.2), и минимальных, если выполняется неравенство (Г.4).

Г.5.2 Кривую усталости строят путем графической или аналитической (по корреляционному уравнению) аппроксимации результатов испытаний образцов одной серии.

Г.5.3 Предел ограниченной выносливости следует определять по графику кривой усталости или ее уравнению как ординату точки, абсцисса которой равна соответствующей циклической долговечности N.

Наряду с пределом ограниченной выносливости следует указывать меру рассеяния .

Г.5.4 По окончании испытания каждого образца определяют и фиксируют число циклов до разрушения N. Если образец не разрушился после базового числа циклов, испытание прекращают, а в протоколе испытаний делают пометку "не разрушился". Неразрушившиеся образцы рекомендуется испытывать кратковременным статическим нагружением для определения остаточного предела прочности при растяжении или сжатии.

Г.6 Протокол об испытании

Протокол об испытании должен содержать:

- сведения об образцах, испытательном оборудовании, условиях кондиционирования и проведения испытаний;

- минимальную и максимальную нагрузку на образец;

- минимальные и максимальные напряжения, возникающие в образце;

- число циклов до разрушения;

- коэффициент асимметрии;

- предел ограниченной выносливости и меру рассеяния.