3.1.4 Экспериментальное определение характеристик усталостной прочности
Экспериментальные методики определения механических свойств развиваются в двух направлениях:
- значительное развитие методики испытаний образцов металла; при этом основное внимание уделяется проблеме выбора комплекса свойств, необходимого и достаточного для оценки служебной пригодности металлических материалов (оценка конструктивной прочности);
- совершенствование методики непосредственной оценки пригодности деталей путем испытания их в условиях, максимально приближающихся к эксплуатационным по спектру нагружения, среде, температурным условиям и т. д.
При усталостных испытаниях основными характеристиками являются:
- предел выносливости;
- усталостная долговечность;
- чувствительность к концентрации напряжений;
- степень поврежденности циклическими нагрузками;
- скорость роста трещины;
- число циклов до появления трещины;
- длительность периода живучести;
- изменение деформации образца в процессе циклического
нагружения;
- изменение величины раскрытия трещины.
Характеристики усталостных свойств используются: для выбора металла, его состава, структуры, средств упрочнения и обработки; для выявления влияния технологии производства; при проектировании деталей машин и элементов конструкций; для выходного и промежуточного контроля качества металла по усталостным свойствам; для установления зон, подверженных усталостным разрушениям и разработке технологии ремонта; для установления общих сроков службы деталей, а также периодичности осмотра и дефектоскопического контроля; для установления остаточной прочности после определенной наработки или при возникновении усталостных повреждений; для проверки ответственных деталей перед эксплуатацией.
Конечной целью экспериментов является определение параметров усталостной кривой, характеризующей поведение материала под воздействием знакопеременной нагрузки. Эти данные заносятся в справочники и являются своего рода паспортными данными материала, которыми пользуется конструктор при проектировании новой машины.