---

УДК 669.01:620.178.32:006.354 Группа TSI

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССр

Расчеты и испытания на прочность
■ машиностроении.

М

ГОСТ

ЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА УСТАЛОСТЬ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМАХ
НАГРУЖЕНИЯ

Общие требования

25.507-85

Strength calculation and testing in machine building.
Methods oi fatigue testing under service loading,
General requirements

ОКСТУ 0025

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 июля 1985 г. № 2246 срок действия установлен

с 01.07.86 до 01.07.96

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний на ус­талость при одноступенчатом, многоступенчатом и случайном на­гружении в многоцикловой области натурных деталей машин и элементов конструкций (далее — деталей), изготовленных нз ме­таллов и сплавов, при:

растяжении-сжатии, изгибе, крученнн и комбинированном нагружении:

наличии и отсутствии концентрации напряжений;

нормальной, повышенной и пониженной температурах;

частоте нагружения до 300 Гц;

симметричных и асимметричных циклах напряжений нли де­формаций;

наличии или отсутствии агрессивной среды.

Методы испытаний на усталость образцов металлов — по ГОСТ 25.502—79.

Методы схематизации случайных процессов нагружения эле­ментов машин и конструкций — по ГОСТ 25.101—83.

Издание официальное Перепечатка воспрещенаТермины, применяемые в настоящем стандарте, — по ГОСТ 23207—78, ГОСТ 21878—76, ГОСТ 23605--79.

Обозначения, применяемые в настоящем стандарте, приведе­ны в обязательном приложении 1.

Методика и примеры определения минимального числа испы­туемых деталей приведены в рекомендуемом приложении 2.

Методика пересчета долговечности по линейной гипотезе сум­мирования повреждений приведена в справочном приложении 3.

Характеристики рассеяния при долговечности с логарифми­чески нормальным распределением приведены в справочном при­ложении 4.

Настоящий стандарт унифицирован си стандартом ГДР ТГЛ 19355.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

   1. Целью испытаний является:

обеспечение требуемой надежности и долговечности деталей прн их минимальной металлоемкости с минимальными матери­альными и технологическими затратами для заданной Достовер­ности и выборки относительно малого объема;

установление характеристик сопротивления усталости и ран­жирование деталей по этим характеристикам;

получение исходных данных для определения показателей надежности и запасов прочности;

расчет остаточного ресурса после определенной наработки или при наличии усталостных повреждений;

опережающая проверка и обоснование конструкции детали и технологии ее изготовления до начала серийного производства;'

выборочный входной или выходной контроль ответственных деталей перед их эксплуатацией;

проведение испытаний как периодических и типовых;

обеспечение данных для аттестации качества деталей;

сравнение деталей по скорости роста в них усталостных тре­щин;

выявление зоп с пониженным сопротивлением усталости.

Таблица 1

Области применения различных типов испытаний на усталость

Примечание. Л| — одноступенчатое испытание (испытание по Велеру); Я — блок-прогряммное испытание; С — случайное испытание с цифровым мо­делированием последовательности экстремумов; Д —случайное испытание со слсжсннсм.

предварительное расчетное определение размеров;

оптимизация размеров экспериментальным путем с помощью упрощенного процесса нагружения (сравнительные испытания);

оценка усталостной долговечности детали при нагружении, максимально приближенном к эксплуатационному.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЪЕКТАМ ИСПЫТАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ
   ВЫБОРКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

   1. Для усталостных испытаний используют летали, а также геометрически подобные конструктивные элементы (модели} уменьшенных размеров или отдельные, вырезанные из детали, части, исходя нз особенностей испытательного оборудования, за­трат времени и средств.

   2. Требования к изготовлению деталей и моделей должны соответствовать требованиям серийного (или опытного) произ­водства.

   3. Влияние размеров детали на предел выносливости, при отсутствии экспериментальных данных, следует определять по ГОСТ 25.504 - 82.

   4. При испытании на усталость геометрически подобных мо­делей уменьшенных размеров или частей детали следует учиты­вать:

геометрическое влияние размеров, как следствие уменьшен­ного объема материала (статистическая доля) и увеличенного градиента напряжений (доля механических напряжений);

технологическое влияние размеров, как следствие технологи­ческой обработки материала или детали;

влияние размеров с точки зрения обработки поверхности, как следствие упрочнения поверхности и связанного с ним внутрен­него напряженного состояния и увеличения твердости поверх­ностного слоя материала.

1. 5. Для построения кривых равной вероятности неразруше- иия испытывают партию деталей, объем которой определяют в зависимости от целей испытаний, заданной точности и довери­тельной вероятности оцениваемого параметра, в соответствии с требованиями ГОСТ 25.502—79.

   6. Минимально необходимое число деталей определяют по номограмме, приведенной на чертеже рекомендуемого приложе­ния 2.

2. Методика и примеры определения минимального числа испытуемых деталей для оценки среднего ресурса приведены в рекомендуемом приложении 2.АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННОМ ПОГРУЖЕННОСТИ

   1. Характеристик» нагружения

Эксплуатационное нагружение может быть охарактеризовано: характером нагружения (случайное, детерминированное од­но- или многоступенчатое, квазистатическое, колебательное, ударное);

числом наложенных многоосных составляющих л отношения* мн между ними (при случайном нагружении — коррелирован­ные или некоррелированные; при детерминированном нагруже­нии — различные или одинаковые частоты, со сдвигом или без сдвига фаз);

регулированием усилия, перемещения, деформации или уско­

рения;

частотой;

параметрами окружающей среды (температурой, давлением, коррозией трения);

видом нагружения (растяжение сжатие, изгиб, кручение, сдвиг);

асимметрией нагружения (знакопеременный или знакопосто­янный цикл напряжений);

формой спектра (распределения) нагрузок (узкополосный или широкополосный).

Характеристики однопараметрического спектра нагружения с постоянным средним значением цикла напряжений приведены на черт, I.

лучшую сравнимость результатов испытаний;

возможность использования имеющихся результатов испыта­

ний;

возможность создания обобщающих положений для рекомен­даций по назначению размеров;

возможность проведения испытания на усталость на стадии проекта без точного знания действительного нагружения.

Характеристики однопараметрического спектра нагружения с по­стоянным средним значением цикла напряжений

При м е ч я и и е. Форму спектра описывают с помощью дополнительной функции частоты максимумов Я(Олш) и функции частоты минимумов /У(о_тіп).

Стандартные спектры или стандартные последовательности экстремумов применяют для постоянного или малонзменяющего- ся основного нагружения.

1. 3. Долговечность, определенную экспериментально с помо­щью стандартного спектра нагружения допускается пересчиты­вать по линейной гипотезе суммирования повреждений (см. спра­вочное приложение 3) или другими более точными методами расчета долговечности, соответствующей реальному спектру на­гружения.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

   1. Характер и виды реализации нагруже­ния

      1. Испытания на усталость в зависимости от формы спект­ра нагружения и вида его реализация в соответствии с черт. 2 проводят как:

одноступенчатые (испытания по Велеру);

многоступенчатые (испытания по блок-программе);Метпдн Иг пытан Ин на усталость

ДООТИіЛСХКІЮ :: ут-Кі ҐСЛОП’СГС с:г'і ЦсСгиг нсгруженяя.

Черт. 2

СЇ) (і /) (rff

случайные (испытания при эксплуатационных нагрузках), т. е. испытания со слежением; испытания с аналоговым представле­нием процесса нагружения и испытания с цифровым представле­нием последовательности экстремумов.

Преимущества и недостаток испытаний при блочном нагру­жении по сравнению со случайными испытаниями следующие:

преимущества:

возможность накопления большого числа экспериментальных данных;

простіла реализации на экономичных резонансных испыта­тельных машинах;

недостаток — менее надежные значения долговечности.

Разбивку на ступени осуществляют линейно (черт. 3) или на основе известных законов накопления усталостных повреждений.

Различные формы спектра сравнивают с помощью меры пап- ноты V, определяемой по формуле

. (1)

Числа циклов в отдельных ступенях округляют до значений, кратных 2 или 10.

Линейное разбиение спектра нагружения на
8 ступеней

/-отрезок вспомогательной прямой, разделенный на ffi рав­ных частей; /—«—ступени блока.