Стр. 6 ГОСТ Ї5.502—79
— с симметричными боковыми надрезами V-образного профиля (черт. 6, табл. 9);
Рабочая часть образца типа VI
Таблица 9
н |
h |
ь |
а |
|
р |
со» град |
«а |
|
мм . ... |
При растяжении— сжатии |
При изгибе |
||||||
10 |
5,0 |
10 |
2,5 |
2,50 |
0,50 0,25 |
65 50 |
2,94 4,07 |
2,18 2,90 |
— 15 |
7,5 |
15 |
3,75 |
3,75 |
0,50 0,25 |
60 55 |
3,55 4,98 |
2,57 3,48 |
■ 20 |
10 |
20 |
5,00 |
5,00 |
0,50 0,25 |
50 40 |
4,07 5,73 |
2,90 3,95 |
I — с центральным поперечным круглым отверстием (черт. 7,
Табл. 10);
Рабочая часть образца типа VII
Таблица 10
h |
ь |
d |
»а |
|
ММ |
При растяжении— сжатии |
При изгибе |
||
До 3,0 включ. |
10 h |
ь |
2,73 |
2,08 |
10 |
||||
Св. 3,0 до 10,0 |
5 ft |
ь |
2,73 |
2,28 |
10 |
— с кольцевой выточкой кругового профиля (черт. 8, табл. 11);
Рабочая часть образца типа VIII
Черт. 8
Таблица 11
D |
d |
Г |
t |
“а |
|
||||
|
ММ |
|
прн рас тяжении— |
при изгибе |
при кручении |
||||
|
|
|
|
сжатии |
|
|
|||
6,00 |
5,00 |
0,50 |
0,50 |
2,18 |
1,89 |
1,46 |
|||
9,00 |
7,50 |
0,75 |
0,75 |
2,18 |
1,89 |
1,46 |
|||
12,0 |
10,0 |
1,00 |
1,00 |
2,18 |
1,89 |
1,46 |
|||
17,0 |
15,0 |
1,00 |
1,00 |
2,18 |
1,89 |
1,46 |
— с двумя симметрично расположенными отверстиями (черт. 9, табл. 12);Рабочая часть образца типа IX
Черт. 9
Таблица 12
Ь |
|
р |
“а |
|
мм |
||||
40 |
10 |
До 10,0 |
3,0 1,5 |
2,44 3,15 |
X — с симметричными боковыми надрезами V-образного профиля (черт. 10, табл. 13).
Рабочая часть образца типа X
Таблица 13
в |
° |
|
Р |
t |
СО, град |
“а |
мм |
||||||
40 |
,0 |
До 10,0 |
0,5 |
10 |
40 |
5,73 |
Размеры образцов выбирают таким образом, чтобы параметр подобия усталостного разрушения —варьировался в возможно О
более широких пределах при заданном диапазоне изменения диаметров (L — периметр рабочего сечения образца _или его часть, прилегающая к зоне повышенной напряженности; G — относительный градиент первого главного напряжения).
При изгибе с вращением, кручении и растяжении — сжатии образцов типов I, II, V, VIII L=n-d;
при изгибе в одной плоскости образцов типов III, IV, VI, а также при растяжении — сжатии образцов типа VI L=Qb;
при растяжении — сжатии образцов типов III, IV, VII, IX, X L = 2h.
Для испытания на малоцикловую усталость применяют образцы типов II и IV, если отсутствует опасность продольного изгиба.
Допускается применять образцы типов I и III.
Рабочая часть образцов должна быть изготовлена по точности не ниже 7-го квалитета ГОСТ 25347—82.
Параметр шероховатости поверхности рабочей части образцов Ra должен быть 0,32—0,16 мкм по ГОСТ 2789—73.
Поверхность не должна иметь следов коррозии, окалины, литейных корок и цветов побежалости и т. п., если это не предусмотрено задачами исследования.
Расстояние между захватами испытательной машины выбирают так, чтобы исключить продольный изгиб образца и влияние усилий в захватах на напряженность в его рабочей части.
Вырезка заготовок, маркирование и изготовление образцов не должны оказывать существенного влияния на усталостные свойства исходного материала. Нагрев образца при изготовлении не должен вызывать структурных изменений и физико-химических превращений в металле; припуски на обработку, параметры режима и последовательность обработки должны сводить к минимуму наклеп и исключать местный перегрев образцов при шлифовании, а также трещины и другие дефекты. Снятие последней стружки с рабочей части и головок образцов производят с одной установки образца; заусенцы на боковых гранях образцов и кромках надрезов должны быть удалены. Заготовки вырезают в местах с опре-
деленной ориентацией по отношению к макроструктуре и напряженному состоянию изделий.
В пределах намеченной серии испытаний технология изготовления образцов из однотипных металлов должна быть одинаковой.
Измерение размеров рабочей части изготовленных образцов до испытаний не должно вызывать повреждения ее поверхности.
Рабочую часть образца измеряют с погрешностью не более 0,01 мм.
АППАРАТУРА
Машины для испытаний на усталость должны обеспечивать нагружение образцов по одной или нескольким схемам, приведенным на черт. 11—16. Машины для испытаний на усталость, обеспечивающие также проведение статических испытаний на разрыв, должны соответствовать требованиям ГОСТ 1497—84.
Чистый изгиб при вращении
образцов типов 1, 11, V, VIII
Ч
Черт. 11
истый изгиб в одной плоскостиОбразец,
Поперечный изгиб при вращении образцов типов 1, II, V, VIII при консольном нагружении
Рабочее сечение образца
Черт. 12
Ч
Поперечный нзгнб в одной плоскости образцов типов 1—VIII при консольном нагружении
Рабочее сечение
Черт. 14
ерт. 13Повторно-переменное кручение
образцов типов I, II, V, VIII
Р-Рт^-Рд р
J Образеці
Черт. 15
Мк-Мт1Ма М*
-G-r— .-Є-
і Ооразеи, і
Черт. 16
Повторно-переменное растяжение — сжатие образцов типов I—X
Суммарная погрешность нагружения в процессе испытания образцов зависит от типа машин и частоты нагружения и не должна превышать в интервале 0,2—1,0 каждого диапазона нагружения в процентах измеряемой величины:
±2% —при f^0,5 Гц;
±3% — при 0,5=Cf<50 Гц;
±5% — при f^50 Гц.
При испытании на гидропульсационных и резонансных машинах без тензометрического силоизмерения в интервале 0—0,2 каждого диапазона нагружения погрешность измерения нагрузки не должна превышать ±5% задаваемых напряжений.
Погрешность измерений, поддержания и записи деформаций при малоцикловых испытаниях не должна превышать ±3% измеряемой величины в интервале 0,2—1,0 каждого диапазона нагружения.
Абсолютная погрешность измерения, поддержания и регистрации нагрузок и деформаций в интервале 0—0,2 каждого диапазона не должна превышать абсолютных погрешностей в начале этого диапазона нагружения.
Нагрузки (при мягком нагружении) или деформации (при жестком нагружении) должны соответствовать 0,2—0,8 применяемого диапазона измерений.
При испытании на малоцикловое растяжение или сжатие и растяжение — сжатие дополнительные деформации изгиба образца от несоосности нагружения не должны превышать 5% деформаций растяжения или сжатия.
При испытаниях на малоцикловую усталость должно быть обеспечено непрерывное измерение, а также непрерывная или периодическая регистрация процесса деформирования рабочей части образца.
Допускается калибровка испытательного оборудования при статических режимах (в том числе и на несоосность нагружения) с оценкой динамической составляющей погрешности расчетным или косвенным способами.
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
При испытании образцов допускается мягкое и жесткое нагружение.
В пределах намеченной серии испытаний все образцы нагружают одним способом и испытывают на однотипных машинах.
Испытания образцов проводят непрерывно до образования трещины заданного размера, полного разрушения или до базового числа циклов.
Допускаются перерывы в испытаниях с учетом условий их проведения и обязательной оценкой влияния перерывов на результаты испытаний.
(Измененная редакция, Изм. №1).
В процессе испытания образцов контролируют стабильность задаваемых нагрузок (деформаций).
Испытание серии одинаковых образцов при асимметричных циклах проводят:
либо при одинаковых для всех образцов средних напряжениях (деформациях) цикла;
либо при одинаковом для всех образцов коэффициенте асимметрии цикла.
Для построения кривой распределения долговечности и оценки среднего значения и среднего квадратического отклонения логарифма долговечности на заданном уровне напряжений испытывают серию объемом не менее 10 одинаковых образцов до полного разрушения или образования макротрещин.
Испытания на многоцикловую усталость
Основными критериями разрушения при определении пределов выносливости и построении кривых усталости являются полное разрушение или появление макротрещин заданного размера.
Для построения кривой усталости и определения предела выносливости, соответствующих вероятности разрушения 50%, испытывают не менее 15 одинаковых образцов.
В интервале напряжений 0,95—1,05 от предела выносливости, соответствующего вероятности разрушения 50%, должны быть испытаны не менее трех образцов, при этом не менее половины из них не должны разрушаться до базы испытаний.
База испытаний для определения пределов выносливости принимается:
10-10е циклов — для металлов и сплавов, имеющих практически горизонтальный участок на кривой усталости;
100-106 циклов — для легких сплавов и других металлов и сплавов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов
.Для сравнительных испытаний база для определения пределов выносливости соответственно принимается 3-106 и 10-106 циклов.
Для построения семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения, построения кривой распределения предела выносливости, оценки среднего значения и среднего квадратического отклонения предела выносливости испытывают серии объемом не менее 10 одинаковых образцов, на каждом из 4—6 уровней напряжения.
От 10 до 300 Гц частота циклов не регламентируется, если испытания проводят в обычных атмосферных условиях (по ГОСТ 15150—69) и если температура рабочей части образца при испытаниях не выше 50°С.
Для образцов из легкоплавких и других сплавов, обнаруживающих изменения механических свойств до температуры 50°С, допускаемую температуру испытания устанавливают особо.
Во всех случаях частоту циклов указывают при представлении результатов испытаний.
Сравнительные испытания рекомендуется проводить на одной частоте нагружения.
Испытания на малоцикловую усталость (при долговечности до 5-Ю4 циклов1).
Основным видом нагружения при испытаниях является растяжение — сжатие.
Верхний уровень частот испытаний ограничивается значениями, исключающими саморазогрев образца выше 50°С для легких сплавов и выше Ю0°С для сталей.
Во всех случаях частоту циклов указывают при представлении результатов испытаний.
Сравнительные испытания рекомендуется проводить на одной частоте нагружения.
Для регистрации диаграмм деформирования допускается в процессе испытаний переход на более низкие частоты, соответствующие требуемой разрешающей способности и точности приборов измерения и регистрации циклических напряжений и деформаций.
При испытании на растяжение — сжатие образцов типов II и IV измерение деформаций следует производить в продольном направлении.