Деформации динамометра

----------— деформации диаграмма 1—268

— деформации диаграмма 1—268

— деформации диаграмма 1—268

— деформации диаграмма 1—268

Чтобы исключить циклы, при которых возникают пластические деформации, диаграмма ограничивается прямыми CD и CD' (фиг. 67). Таким образом, диаграмма предельных циклов в данных координатах будет изображаться ломаной ADCD'A'.

Изучение циклического наклепа проводят для определения кривых циклического упрочнения, подвергая образец циклической деформации так, чтобы на каждом цикле Дер оставалась постоянной, и находя напряжения, необходимые для получения этой деформации в последующих циклах. Зависимость этих напряжений от суммарной пластической деформации определяет кривую циклического упрочнения, подобную статической диаграмме деформации. Диаграмма «напряжение - деформация» для циклически стабильного состояния дает важную информацию об изменении макромеханических свойств материала во время процесса усталости. Положение кривой циклического упрочнения по отношению к кривой монотонного статического упрочнения позволяет получить информацию: упрочняется или разупрочняется металл при циклическом нагружении (рис. 1.6).

Испытание на одноосное растяжение (ГОСТ 1497—84) является основным источником информации о механических характеристиках материалов. Эти испытания ведутся с автоматической записью результатов, которая интерпретируется как диаграмма деформации.

Диаграмма деформации — графическая характеристика механических свойств материала, построенная на основании результатов испытаний в координатах «напряжение а — относительная деформация s». Вид диаграмм деформации, полученных таким образом, позволяет однозначно судить о механических свойствах различных материалов (рис. 28).

Диаграмма многоцикловой усталости. Обобщенная диаграмма усталости для области низких амплитуд циклической деформации и больших долговечностей (так называемая чистая или многоцикловая усталость) разработана В. С. Ивановой (рис. 11.5.6).

В правой части диаграммы строится «обобщенная кривая» деформации. Диаграмма позволяет сделать следующие выводы:

Противоположным пластичности является свойство хрупкости, т. е. способность материала разрушаться без заметной пластической деформации. Диаграмма растяжения хрупких материалов 3 не имеет площади текучести и зоны упрочнения. У таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2%, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким материалам относятся чугун, высокоуглеродистая сталь. К ним можно отнести также некоторые литейные алюминиевые и магниевые сплавы.

знакопеременному закручиванию от кривошипа 4, получающего движение от шатуна 5 и эксцентрикового вала 6. Ось Ог вала 6 смещена относительно оси Q\ приводного вала 7 на величину г. Эксцентриситет между осями вращения пальца шатуна 5 и приводного вала 7 можно принять с помощью червячной пары 8 от 0 до 2е. Другой захват 3 жестко соединен с крутильным динамометром 9, закрепленным правым концом в головке 10. Угловые деформации динамометра измеряют посредством пальца // индикаторами 12 на_ длине от пальца 11 до головки 10. Приложение статической предварительной нагрузки при испытаниях по несимметричному циклу проводят червячной парой 13, связанной с динамометром 9. Машина позволяет осуществлять переменный момент до 800 Н-м (80 кгсХ Хм) при частоте 3000 цикл/мин.

Для регистрации деформации динамометра использовались два тензодатчика сопротивления типа ПКП с номинальным сопротивлением 200 Ом (или четыре датчика сопротивлением 100 Ом). Тензодатчики наклеены на динамометр симметрично относительно его оси и соединены последовательно для устранения возможного влияния изгибных волн. Датчики составляют одно плечо моста Ml. Мост М2, идентичный основному Ml, но без питания является компенсационным и соединяется с компенсационными датчиками, наклеенными на стержень вблизи от основных, и вторым входом предусилителя осциллографа. Симметричный монтаж мостов и их соединения с датчиками и осциллографом, а также надлежащий выбор точки заземления обеспечивает компенсацию электрических помех до приемлемого уровня.

Рис. 39. Схемы регистрации скорости движения бойка (а) и деформации динамометра (б); Д1 и Д2 — электроконтактные датчики, ТД — тензодат-чик сопротивления.

При высокоскоростных испытаниях наиболее точную регистрацию усилия в образце обеспечивает использование образца, изготовленного заодно с динамометрической частью, длина которой достаточна для регистрации усилия по упругой деформации динамометра в прямой волне (до прихода отраженной волны от второго конца динамометра). Отсутствие резьбового перехода от образца к динамометру и возможность использовать динамометр минимального диаметра снижает уровень искажений импульса нагрузки.

Существенные затруднения, возникающие при исследованиях с высокими скоростями деформации и обусловленные необходимостью сохранения равномерного деформирования по длине рабочей'части образца и одноосности его напряженного состояния как основных условий получения достоверной информации в квазистатических испытаниях, являются основной причиной недостаточного объема имеющихся экспериментальных данных о высокоскоростном деформировании материалов. Ограничения длины и диаметра образца, необходимые для обеспечения равномерности его деформирования, определяются условиями (2.8) и (2.9). Невыполнение этих условий при высоких скоростях деформирования снижает достоверность экспериментальных результатов и может привести к количественному и качественному искажению зависимости характеристик прочности и пластичности от скорости деформации. Несоблюдение ограничений на предельные размеры рабочей части образца (из конструктивных соображений) ограничивает результаты высокоскоростных испытаний получением только качественной информации о влиянии скорости деформирования на механические характеристики материала, тем более что нагрузка регистрируется по деформации динамометра в упругой волне с искажением, вызванным дисперсией волны при ее распространении.

Узлы, определяющие характер нагружения образца (эластичный или жесткий), монтируются также в соответствии с условиями опыта. На рис. 69 схематично показана установка двух датчиков, определяющих тот или иной характер нагружения. Датчик 2 следит за деформацией динамометра 1 и в случае ее изменения (например, в,связи с изменением жесткости образца) дает сигнал, который с помощью специального электронного' сравнивающего устройства вызывает срабатывание исполнительного механизма 5 и переключение блока зубчаток 6 в положение, восстанавливающее необходимую величину деформации динамометра. Таким образом, датчик 2 монтируется в тех случаях^ когда по условиям испытаний требуется постоянная нагрузка на образец. Датчик 3 следит непосредственно за деформацией обид

Амплитуда нагрузок регулируется и поддерживается на заданном уровне с помощью фотоэлемента 2, который возбуждается световым лучом, отраженным от зеркала 4. Угол поворота зеркала изменяется пропорционально абсолютной деформации динамометра, а следовательно, и нагрузке на образце. Управляющий сигнал от фотоэлемента 2 подается на вход Б усилителя 11.

На рис. 116 представлена принципиальная структурная схема электронного устройства ЭСУ-12 для стабилизации и ,про-граммирования режима испытаний, работающего от сигналов индуктивного датчика, укрепленного на нагружаемой системе испытательной машины. В зависимости от места крепления датчика его сигналы могут быть пропорциональны деформации динамометра или деформации образца. В первом случае осуществляется эластичное нагружение образца, во втором случае — жесткое (см. рис. 69). • - ,

Измерение компонентов действующих нагрузок в машине осуществляется по упругой деформации динамометра 16 при помощи оптической и электронной систем силоизмерения.

Амплитуда деформации образца (абсолютная переменная деформация) измеряется по деформации динамометра при помощи микроскопа, установленного на машине. Из графиков предварительной тарировки по этим измерениям можно найти величину переменных усилий, а следовательно, и напряжений в образце; или, наоборот, можно определять необходимую амплитуду деформации для заданного напряжения.

Машина системы Лера-Шенка. Схема машины показана на фиг. 181. Образец / укрепляется в захватах 2 и 3. Захват 3 соединён жёстко с крутильным динамометром 6, а захват 2—с кривошипом 5. Угловое перемещение в плоскости закручивания образца кривошип получает посредством шатуна 4 и эксцентрикового вала 7, проходящего внутри приводного вала 8. Оси Ог я О2 валов 7 и 8 смещены на величину е, причём поворотом вала 7 при помощи червячной пары 9 может регулироваться величина эксцентриситета в пределах от 0 до 2е, что позволяет изменять в больших пределах амплитуду деформации. Угловые деформации динамометра измеряются индикаторами 10 и // посредством пальца 12. Индикатор 10 связан с головкой 13, в которой крепится правый конец крутильного динамометра. Палец 12 установлен на левом его конце. Ползуны индикаторов и палец 12 при закручивании образца перемещаются друг относительно друга так, что отсчёт по индикатору 10 соответствует углу закручивания вала динамометра на длине между пальцем

Измерение компонентов действующих нагрузок в машине осуществляется по упругой деформации динамометра 16 при помощи оптической и электронной систем силоизмерения.