Metody badań
Metody badań
zmęczeniowych
zmęczeniowych
Wykonał:
Wykonał:
Aleksander
Aleksander
Leszczyński
Leszczyński
Wykonano pod
Wykonano pod
kierunkiem:
kierunkiem:
Prof. Dr hab.
Prof. Dr hab.
Katarzyny
Katarzyny
Cabańskiej
Cabańskiej
Metody badań
Metody badań
zmęczeniowych
zmęczeniowych
Wykonał:
Wykonał:
Aleksander
Aleksander
Leszczyński
Leszczyński
Wykonano pod
Wykonano pod
kierunkiem:
kierunkiem:
Prof. Dr hab.
Prof. Dr hab.
Katarzyny
Katarzyny
Cabańskiej
Cabańskiej
Specyfika badań
zmęczeniowych
Próba zmęczenia materiału
polega na cyklicznym obciążaniu
próbki, które wywołuje zmienny
stan naprężeń.
Zmienność naprężeń w próbie
zmęczeniowej charakteryzuje się
częstotliwością zmian, wielkością i
cyklem
naprężeń
oraz
współczynnikiem asymetrii cyklu
R.
Badania zmęczeniowe charakteryzują
się
dużym
rozrzutem
uzyskanych
wyników
poszczególnych
prób.
Spowodowane jest to przeprowadzaniem
badań dla wielu próbek. Otrzymane
wyniki opracowywane są metodami
statystycznymi. Ilość próbek w jednej
serii jest różna w zależności od
informacji, które są celem badań.
Istotą badania są:
mikropęknięcia, które powstały
w materiale;
zbadanie zachowania
się
materiału
w
warunkach
okresowo zmiennych naprężeń.
Aby wykonać pomiarów należy:
przygotować arkusz protokółu pomiarów;
odnotować w protokóle dane dotyczące
próbki i maszyny wytrzymałościowej;
narysować schemat obciążenia próbki i
pomiaru strzałki ugięcia;
założyć próbkę w uchwytach maszyny i
sprawdzić bicie próbki nieobciążonej;
cd.
ustawić
podpory
w
korpusie
urządzenia;
włączyć
silnik
przy
próbce
nieobciążonej
lub
obciążonej
nieznacznie na czas kilku minut;
obciążyć próbkę;
stawić czujnik zegarowy do pomiaru;
Gdy
próbka
osiągnie
granice
zmęczenia przyrosty ugięć zaczyna się
zwiększać, należy usunąć obciążenie i
zakończyć próbę;
cd.
wykonać wykresy zginania oraz
obliczyć Re 0,2 lub Rg;
opracować wyniki i wykresy prób
zmęczeniowych;
wskazać źródła ewentualnych
rozbieżności i błędów
Badania
zmęczeniowe
charakteryzują
się
dużym
rozrzutem uzyskanych wyników
poszczególnych prób. Powodem
tego jest przeprowadzanie badań
dla serii próbek. Otrzymane wyniki
opracowywane
są
metodami
statystycznymi.
Rozciąganie
zmęczeniowe
Metoda ta polega na
sinusoidalnym, tętniącym rozciąganiu
lub ściskaniu gładkich próbek lub z
karbem
oraz
na
wahadłowym
rozciąganiu- ściskaniu.
Naprężenie oblicza się dla
przekroju próbki, która charakteryzuje
się największym ilorazem obciążenia F
i przekroju badanej próbki S.
Przykłady próbek z karbem do badań
zmęczeniowych
Zginanie zmęczeniowe
Badanie to polega na obrotowym
lub płaskim zginaniu następujących
próbek:
Maszyny to takiej próby
działają momentem zginającym
stałym
lub
zmiennym
na
długości pomiarowej próbki
1 – uchwyt, 2 – łącznik,
3 – dynamometr, 4 –
mimośród, 5 – próbka
Skręcanie zmęczeniowe
Wytrzymałość na zmęczenie
przy próbie wahadłowego skręcania
ZSO; przy skręcaniu ZS oraz przy
próbie jednostronnego, okresowo
tętniącego skręcania ZSJ wyznacza
się m. in. maszyny opartej o
mechanizm korbowy
Przykładem maszyny jest skręcarka
zmęczeniowa wyprodukowana przez
firmę Schenck, gdzie: 1 – próbka, 2 –
pręt skrętny (siłomierz), 3 – pręt
napędzający
wykorbieniem,
4
–
korbowód, dzięki któremu regulowane
odkształcenie skrętne próbki,
cd.
6 – wykorbiony wałek obrotowej
tulei, 7 - przekładnia
ślimakowa, 8 – czujnik wielkości
obciążeń, 9 – dźwigienka połączona z
prętem skrętnym, 10 –
głowica maszyny, 11 – przekładnia
ślimakowa
Równoczesne skręcanie i zginanie
Ściskanie zmęczeniowe
Ściskanie zmęczeniowe
Najczęściej stosowane maszyny
do
badania
wytrzymałości
zmęczeniowej podczas rozciągania-
ściskania są to maszyny o napędzie
hydraulicznym zwane pulsatorami.
Umożliwiają one wywołanie naprężeń
jednostronnych lub dwustronnych.
Np. Pulsator Losenhausena.
Za pomocą tego pulsatora
można badać zarówno próbki i
elementy
konstrukcyjne
przy
obustronnym
rozciąganiu
i
ściskaniu
oraz
obustronnym
zmęczeniowym zginaniu.
Wybrane nowoczesne
maszyny badawcze
Stanowisko do badań w
warunkach eksploatacyjnych i
programowanych
Takowe stanowisko składa
się zazwyczaj z: 1 – maszyna
wytrzymałościowa
typu
Instron, 2 – układ
sterująco – pomiarowy, 3 –
ekstensometr, 4 – komputer z
oprogramowaniem.
Wykaz aparatury sprzętu
Politechniki Świętokrzyskiej
Maszyny wytrzymałościowe firmy
MTS System Corporation, o nacisku
200kN i 250 kN do badań przy
dowolnie programowanych sygnałach
sterujących.
Istniej
możliwość
sterowania siłą, przemieszczeniem
lub odkształceniem.
Nowoczesna
cyfrową maszynę
wytrzymałościową
firmy
UTS
do
badań
przy
obciążeniach
wolno
zmieniających się.