Спосіб визначення границі витривалості матеріалу

Спосіб визначення границі витривалості матеріалу, який полягає у тому, що зразок матеріалу циклічно навантажують на резонансній частоті при ступінчастому зростанні рівня навантаження, починаючи від рівня, меншого границі витривалості, і реєструють на кожному ступені навантаження інформативний параметр, який визначає рівень структурних змін у матеріалі, а про границю витривалості роблять висновок на підставі параметрів точки зламу залежності інформативного парамет 30111 Поставлену задачу розв'язують завдяки тому, що згідно із способом визначення границі витривалості матеріалу, який полягає у тому, що взірець матеріалу циклічно навантажують на резонансній частоті при ступінчастому зростанні рівня навантаження, починаючи від рівня меншого границі витривалості, і реєструють на кожному ступені навантаження інформативний параметр, який визначає рівень структурних змін у матеріалі, а про границю витривалості висновують на підставі параметрів точки зламу залежності інформативного параметра від рівня навантаження, як інформативний параметр використовують сумарну акустичну емісію (АЕ), реєструють залежність сумарної АЕ від напружень та визначають її точку зламу, на підставі параметрів якої з урахуванням коефіцієнта пропорціональності висновують про величину границі витривалості за формулою: sW=k×sAE де sW - границя витривалості, МПа; sAE - напруження, що відповідає точці зламу залежності сумарної АЕ від амплітуди циклічних напружень, МПа; k - коефіцієнт пропорціональності, що враховує особливості кінетики втомленості різних матеріалів. Спосіб реалізується таким чином. Взірець закріплюють у випробувальній установці та циклічно навантажують на резонансній частоті, ступінчасто збільшуючи рівень навантажування від рівня нижчого границі витривалості. На кожному ступені навантажування реєструють сумарну АЕ, будують залежність сумарної АЕ від амплітуди циклічних напружень, визначають точку її зламу, на підставі параметрів якої з урахуванням особливостей кінетики втомленості висновують про границю витривалості. Спосіб грунтується на тому, що досягненню границі витривалості передує період пасивних структурних змін у матеріалі, що має наслідком зміну деяких фізико-механічних властивостей та супроводжується різними фізичними ефектами, наприклад, акустичною емісією. Початок цього періоду відповідає напруженню циклічної мікроплинності матеріалу, яка зумовлена виникненням усталених ліній сковзання, що супроводжується зміню ванням акустоемісійної активності матеріалу та змінюванням показника ступеня залежності сумарної АЕ від амплітуди циклічних напружень. Перехід від напруження, яке відповідає початку структурних змін sAE, до напруження, яке відповідає границі витривалості sW , здійснюється через коефіцієнт пропорціональності k, який для кожного матеріалу, способу його обробки та умов навантажування визначається з досліду. На фігурі наведено типову залежність сумарної АЕ від амплітуди циклічних напружень при ступінчастому навантажуванні у логарифмічних координатах. Пристроєм для реалізації способу є установка для циклічного навантажування взірця, яку обладнано апаратурою для реєстрації сигналів АЕ. Приклад Експеримент здійснювали на взірцях із сплаву ХН77ТЮР-ВД, які навантажувалися циклічно на резонансній частоті по першій згинній формі на електродинамічному вібростенді ВЕДС-400. Остаточну геометрію взірців було одержано чистовим точінням. Реєстрацію сигналів АЕ здійснювали приладом АФ-15 у частотному діапазоні від 0,2 до 2,0 МГц з коефіцієнтом підсилення 73 dB. Навантажування здійснювали з кроком sA=50 МПа з витримуванням протягом Dn=50000 циклів на кожному ступені. Фіксували сумарну АЕ на заданих значеннях амплітуди циклічних напружень. Експериментальні дані поділяли на дві групи. Для кожної з груп методом найменших квадратів визначали лінії регресії, а потім суму квадратів S обох ліній. З умови мінімальності суми S визначили значення напруження, що відповідало точці зламу залежності сумарної АЕ від амплітуди циклічних напружень, яке склало sAE=480 МПа. Внаслідок прямих випробувань встановили величину границі витривалості, яка склала G-1=530 МПа. Коефіцієнт пропорціональності, який враховує особливості кінетики втомленості у взірцях, які досліджувалися, дорівнював k=1,1. Джерела інформації 1 А.с. СССР № 1619120, кл. G01N3/32, 1991, БИ № 1. 2. А.с. СССР № 1587400, кл. G01N3/32, 1990, БИ № 31 (прототип). 2 30111 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 3