2.8.3. Машина для испытаний на выносливость вращающегося

образца в условиях чистого изгиба

В лаборатории имеется машина НУ для испытаний на выносливость при изгибе вращающихся образцов. Такой вид испытаний получил широкое распространение благодаря простоте испытаний и устройству машины. При этом испытания сходны с реальными условиями работы валов.

Схема машины “НУ” приведена на рисунок 2.20.

Рисунок 2.20

От электродвигателя 1, через валик 2, вращение передается системе: образец 4, шпинделя 3 и 5. Число оборотов шпинделей регистрируется счетчиком 6. Образец прочно установлен в шпинделях, так что шпиндели 3 и 5 и образец 4 образуют один стержень. Этот стержень в точках 7 и 8 опирается на опоры, а в точках 9 и 10 к нему прикреплена подвеска, к которой подвешены гири F. Маховичок 11 и приводимый им механизм служат для плавного нагружения образца. Расстояния между токами 7 и 9 и точками 8 и 10 одинаковы и равны . Таким образом, средняя часть балки (9-10) испытывает деформацию чистого изгиба. Изгибающий момент равен

М=,

где F – вес груза, F₀ – вес подвески.

У машины “НУ” Р₀ = 150H, плечо машины = 100мм.

При вращении изогнутого образца каждая точка образца попеременно проходит то сжатую, то растянутую зону. Таким образом, напряжений в крайних волокнах образца изменяются от в растянутой зоне, до в сжатой зоне, т. е.характеристика цикла .

Иными словами, образец испытывается при симметричном цикле изменения напряжений в условиях деформации чистого изгиба.

2.8.4. Образцы.

Определение предела выносливости производится на стандартных образцах. Вид стандартного образца показан на рис. 2.21. Образцы изготавливаются из стали 35 с пределом прочности кг/см² (~ 550 кн/м²)

Рисунок 2.21.

2.8.5 Порядок проведения опыта.

1. Измерить диаметр образца и записать в журнал для лабораторных работ.

2. Вращением маховичка нагружение снять нагрузку со шпинделя машины.

3. Установить образец в шпиндель машины.

4. Проверить индикатором биение образца. Биение не должно превышать 0,01мм.

5. Подвесить гири весом 250 Н

6. Записать начальное показание счетчика.

7. Включить двигатель машины.

8. Вращением маховичка плавно нагрузить образец.

9. Пока образец испытывается, нужно посчитать величину напряжений в нем и записать в журнал. При вычислении напряжений следует помнить, что у машины “НУ” вес подвески составляет150 Н. Его нужно добавить к весу гирь.

10. После разрушения образца записать показание счетчика и вычислить долговечность образца как разность показаний счетчика после разрушения и до разрушения.

При вычислении долговечности следует помнить, что счетчик работает через редуктор с передаточным числом 100. Поэтому разность показаний счетчика следует умножить на 100.

Аналогично испытываются второй и третий образцы (если это предусмотрено) но вес гирь для второго образца устанавливается 20 кгс, а для третьего – 150 Н,

Результаты испытаний заносятся в таблицу журнала.

2.8.3. Обработка опытных данных

Результаты испытаний нужно нанести на имеющуюся в журнале сетку полулогарифмических координат. В результате получится усталостная диаграмма. По усталостной диаграмме нужно определить величину предела выносливости при симметричном цикле и найти отношение предела выносливости к пределу прочности материала . При изгибе для конструкционных сталей =0,4*