книги / Циклическая прочность металлов

что нормаль, проведенная через наименьшее сечение образца, пере­ секает ось рычага под прямым углом, то в образце возникают напряжения только от кручения. Постановка зажима под неко­ торым промежуточным углом (фиг. 47) вызовет сочетание на­ пряжений одновременно и от изгиба, и от кручения.

Регулировка выполняется вертикальным перемещением за­ жима. С помощью этой регулировки можно получать любые со­ четания напряжений от изгиба и кручения, отличные от симмет­

ричного цикла.

Заканчивая на этом краткое описание машин для испытаний металлов на циклическую прочность в образцах и в больших моделях, отметим еще раз, что здесь описано только незначитель­

ное число таких машин.

Из всех испытательных машин наибольшее распространение в настоящее время начинают полу­ чать резонансные машины по следующим причинам:

1) резонансные машины сравни­ тельно малогабаритны, просты по конструкции, бесшумны в работе

идолговечны;

2)они позволяют с наименьшей

ленную амплитуду колебаний, зависящую от жесткости этого образ­ ца; при появлении в испытываемом образце хотя бы небольшой тре­ щины жесткость его изменяется, и вследствие этого для получе­ ния прежней амплитуды нужно иметь уже другую скорость вра­ щения в машине.

Поэтому путем измерения числа оборотов их вибратора при постоянной амплитуде колебаний на резонансных машинах можно достаточно точно определять момент появления в испы­ тываемом образце усталостной трещины задолго до того, как ов разрушится. А это обстоятельство при изучении процесса уста­ лостного разрушения металлов является очень важным, так как нередко число циклов нагружения до появления трещины в об­ разце бывает значительно меньше (даже в несколько раз) числа циклов, прошедших с момента появления в образце трещины до окончательного разрушения его.

Значительный недостаток многих резонансных машин заклю­ чается в том, что их фундаменты, даже при шарнирном крепле­ нии машин к ним, воспринимая переменные усилия, приходят

в колебательные движения и передают эти колебания располо­ женным вблизи другим машинам, приборам и пр. Во избежание этого в последнее время вместо жесткого шарнирного крепления резонансных машин к фундаменту стали применять подвеску их с помощью спиральных пружин; такое пружинное крепление резопансной машины к фундаменту позволяет в большинстве слу­ чаев почти полностью ликвидировать тряску фундамента, а кроме того,вообще отпадает надобность в устройстве для них массивных фундаментов [82], [101]. В последние годы существенному улучшению подверглись в резонансных машинах и способы изме­ рения амплитуды колебаний, что было до этого узким местом их конструкций.

По ГОСТу 2860-45, переизданному в 1957 г., для определения] предел21 усталости стали следует применять гладкие круглые образцы с диаметром рабочей части 10,0; 9,48; 7,52; 5,97 и 5,53 мм при общей длине их 234, 226, 188, 90 и 88 мм (фиг. 49).

КрУг^ьхе образцы для испытаний на циклический изгиб при вращеДИЦ, как видно из фиг. 49, состоят из рабочей части дли­ ной от 9g до 40 мм, двух переходных галтелей и двух зажимных головок. Последние делаются большего диаметра по сравнению с диаметром рабочей части для того, чтобы излом произошел именно йа Длине рабочей части образца. С этой же целью большое внимание уделяется тщательности обработки переходных галте­ лей; чтобы и них не было концентраторов напряжений, галтели делают больших радиусов, с плавными переходами к цилиндриче­ ским смежным частям, и иногда полируют, и все это для того, чтобы избежатЬ усталостных изломов в области этих галтелей. Испыта­ ния могут дать достоверные результаты, показывающие действи­ тельное сопротивление металла циклическим нагрузкам, только тогда, Когда излом испытываемого образца происходит в рабочей

части.

Нужно заметить, что, как показали специальные исследова­ ния, величина предела усталости не зависит заметно от длины об­ разцов, вернее, от той длины их, на которой действуют наибольшие напряжения.

Рабочая часть консольных круглых образцов с одной зажим­ ной головкой обычно делается в форме равнопрочного стержня с целью получения излома где-то на этой рабочей части. Переход­

жений.

Кроме образцов с цилиндрической рабочей частью, приме­ няют также, хотя и реже, образцы со сферической рабочей частью (фиг. 49, л), В этих образцах место усталостного излома заранее фиксировано, так как последний может произойти в сечении с наи­ меньшим диаметром или в сечениях, близких к нему. При­ менение образцов такой формы вызвано желанием избежать возможных изломов образцов в области их переходных гал­ телей, что, как было указано, значительно искажает досто­ верность получаемых результатов испытаний. Необходимо, од­ нако, заметить, что испытания цилиндрических образцов с изло­ мами на длине рабочей части их дают результаты, более близ­ кие к действительности по сравнению с результатами испытаний образцов с фиксированным местом излома.

Для испытаний на изгиб при вращении применяют в некото­ рых случаях пустотелые круглые образцы, но практика показы­ вает, что предел усталости стали на таких образцах не толькопри изгибе, а даже и при кручении, получается по величине меньший, Чем на сплошных образцах. Табл. 9 подтверждает это положение [88].