Исследования деформации

Для исследования деформаций в деталях, работающих при высоких температурах (лопатки турбин), а также для изучения термических напряжений используют хрупкие керамические покрытия, наносимые на поверхность детали горячим распылением.

условий деформирования и могут определяться экспериментами при различных температурах, соответствующих сварочным. Указанные параметры упругости функционально связаны между собой так, что независимыми остаются два параметра из четырех. Известные экспериментальные данные показывают, что для целого ряда конструкционных материалов изменение коэффициента Пуассона при повышении температуры несущественно. Поэтому рекомендуется в расчетах сварочных деформаций и напряжений принимать коэффициент Пуассона v = const и равным значению его при нормальной температуре. Для экспериментального определения модуля сдвига проводят испытания на кручение тонкостенного трубчатого образца при постоянной температуре с постоянной скоростью деформирования. Подобные испытания проводят для ряда температур из диапазона сварочных с интервалом Л7П = 50...ЮО К, начиная с нормальной температуры Го. Диапазон сварочных температур для исследования деформаций и напряжений следует ограничить максимальной температурой 7"к,при которой предел текучести материала близок к нулю. Для алюминиевых сплавов значение температуры Тк находится в диапазоне 573...673 К, для низкоуглеродистых сталей Тк = = 873 К, для коррозионно-стойких сталей и титановых сплавов Гк= 1073...1173 К. Зная коэффициент Пуассона v, и модуль сдвига G,, можно подсчитать значения нормального модуля ?,- и объемного модуля /G при соответствующей температура Тс.

Муаровый эффект представляет собой метод экспериментального исследования деформаций и напряжений, который в отличие от остальных экспериментальных методов дает наглядность и позволяет получить картину деформаций по всей поверхности объекта исследования непосредственно по стадиям в процессе испытаний.

18. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследования деформаций и прочности. - М.: Машиностроение, 1987. -213 с.

Рассматривается проблема оптимизации с помощью ЭВМ технологии изготовления деталей ГТД по критериям прочности с учетом действия высоких звуковых частот нагружения и эксплуатационных температур. Дается методика учета охлаждения заделки (для подавления ползучести) при расчете напряжений в образцах, моделирующих перо лопаток при испытаниях по схеме поперечных колебаний на высоких звуковых и ультразвуковых частотах. Предложена математическая модель и дан пример ее практического использования для оптимизации режимов и законов программного или адаптивного управления операциями. На основе аналитического исследования деформаций в характерных концентраторах напряжений найдены обобщенные параметры для контроля состояния поверхностного слоя, отражающие влияние технологии на сопротивление усталости детали.

Одним из весьма эффективных методов исследования деформаций моделей элементов конструкций сложной геометрической формы является метод голографической интерферометрии [37, 60]. Сущность метода заключается в том, что на одной фотопластинке последовательно регистрируются две интерференционные картины, полученные при голографировании какой-либо модели в двух последовательных мало отличающихся состояниях в процессе ее деформирования. При просвечивании полученной таким образом двойной голограммы образуются два изображения модели, отличающиеся друг от друга в той же мере, как и реальная модель в двух ее состояниях. Восстановленные по голограммам волны, формирующие эти два изображения, когерентны. Благодаря интерференции на поверхности изображения наблюдаются полосы, по которым можно судить о величине деформации модели.

Имитация действия собственного веса. Для исследования деформаций и напряжений, возникающих от действия собственного веса или ускорения, модели часто нагружают с помощью центрифуги (фиг. 6.5). При этом можно создавать значительное увеличение сил собственного веса,

*) Данные об отечественной аппаратуре для скоростной фотосъемки и методы ее использования для исследования деформаций при импульсных нагрузках на прозрачных моделях с относительно высоким модулем продольной упругости (эпоксидные смолы) приведены в работах [2*, 3*].— Прим. ред.

Рис. 10.75. Стенд для исследования деформаций и сил, действующих на зубья зубчатых пар без применения скользящих контактов к датчикам. Зубчатое колесо 8 соединено неподвижно со станиной 1. Зубчатое колесо 3 с коромыслом 2 и подвешенными грузами G может поворачиваться в подшипнике станины. Колеса 4 и 7 закреплены на торсионном валу 6 и вращаются с картером 5 посредством вала 9. Нагрузка на зубчатые колеса регулируется грузами G.

36. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений в конструкциях /Под ред. Н.И. Пригоровского. М.: Наука, 1977. 150 с.

13.Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений

Изучение напряженно-деформированного состояния, соотношений между упругой и пластической составляющей и закономерностей их развития в условиях трения и изнашивания материалов представляет большой интерес и имеет существенное знамение для развития три-бофизики. Для экспериментального исследования деформации применяют различные методы: тензометрирование, металлографический анализ, рентгеноструктурный анализ, методы экзоэлектронной эмиссии и электросопротивления [9, 28, 29]. Б.И. Костецкий исследовал напряженно-деформированное состояние при трении скольжения методом фотоупругости. В качестве объекта исследования — трущихся тел — были использованы фотоактивные кристаллы и полимеры. Установлено, что напряженно-деформированное состояние при статическом контакте и трении значительно различается. Показано, что деформация при внешнем трении происходит путем растяжения и сжатия, и выявлены ее особенности в зоне непосредственного контакта и в зонах влияния [28].

Приведены сведения об установке, система нагрева которой дает возможность проводить термоциклирование по заданной программе. Выполнен анализ результатов исследования деформации и разрушения ряда жаропрочных сплавов на никелевой основе в процессе термоциклирования. Установлена связь между видом нагружения (статическое нагружение, механическая усталость при постоянной температуре и термическая усталость) и особенностями развития деформации и разрушения в металлах.

Более тщательные исследования деформации в зоне концентраторов на резиновых моделях были проведены Тумом и Федерном [69]. На основании анализа деформированного состояния им удалось наглядно и убедительно объяснить причину возникновения всплеска напряжений в зоне вершины надреза. Они показали, что в средней продольной полосе удлинение распределяется равномерно, а около самого надреза полоса удлиняется больше. Участки образца, расположенные выше и ниже надреза, не удлиняются, так как находятся в ненагруженных зонах.

мации вдоль дна надреза при изгибе образца прямоугольного сечения. Показано, что деформация сжатия полностью сосредоточена у концов надреза и совершенно отсутствует в центральной зоне надреза. В работе [69] описаны результаты исследования деформации при ударном изгибе.

Установка позволяет измерять как статические, так и динамические деформации при среднем сопротивлении проволочного датчика в 200 ом. Питание установки от сети переменного тока на 110/220 в (выпрямитель /). В установке используется вспомогательная несущая частота 2000 гц, вырабатываемая гетеродином //. Напряжение этой частоты модулируется по амплитуде за счёт изменения сопротивления датчика, включённого в одно из плеч моста на входе усилителя ///. Установка допускает независимую работу одновременно трёх каналов. Один из них, кроме исследования деформации по одному датчику (аналогично двум первым каналам), позволяет вести по четырём датчикам измерение деформации кручения (в валах). Выход рассчитан на применение шлейфового осциллографа (1-=-5 класса), стрелочного прибора или рекордера и катодного осциллографа. При работе на шлейф, стрелочный прибор и рекордер несущая частота подавлена полностью.

Для исследования деформации смеси в условиях описанного напряженного состояния оказалось удобным использовать известный метод трехосных испытаний грунтов. На рис. 27, а приведена диаграмма напряжения и деформации стандартного образца той же «нетекучей» смеси, для которой выше приведены осциллограммы реологических измерений (см. рис. 26). Согласно этой диаграмме, при GZ ~ 1,0 кГ/см2 смесь сначала деформируется упруго, затем при а> 1,5 кГ/см2 уплотняется и лишь при а = ат — 4,8 кГ/см2 начинает пластически течь; при этом для осадки образца смеси на 30 мм потребовалось напряжение 5,8 кГ/см2, т. е. большее От.

Описаны установка и методика исследования деформации и разрушения антифрикционных покрытий в процессе трения при действии высоких удельных давлений и температур. Приведены результаты испытаний покрытия типа ВНИИНП-213 разной толщины на воздухе при температурах 20 и 500° С.

- оптическая голографическая установка 4, предназначавшаяся для исследования деформации торцовых поверхностей исследуемого объекта 9.

Проведенные экспериментальные исследования деформации мягких прослоек методом муаровых полос позволили установить следующие новые закономерности распределения касательных напряжений тху в мягких прослойках. В отличие от решения, приведенного в разделе 1.2 контактные относительные касательные напряже-

42. Королев А. А. Новые исследования деформации металла при прокатке. М.: Машгиз, 1953. 268 с.

Изучение напряженно-деформированного состояния, соотношений между упругой и пластической составляющей и закономерностей их развития в условиях трения и изнашивания материалов представляет большой интерес и имеет существенное значение для развития три-бофизики. Для экспериментального исследования деформации применяют различные методы: тензометрирование, металлографический анализ, рентгеноструктурный анализ, методы экзоэлектронной эмиссии и электросопротивления [9, 28, 29]. Б.И. Костецкий исследовал напряженно-деформированное состояние при трении скольжения методом фотоупругости. В качестве объекта исследования — трущихся тел — были использованы фотоактивные кристаллы и полимеры. Установлено, что напряженно-деформированное состояние при статическом контакте и трении значительно различается. Показано, что деформация при внешнем трении происходит путем растяжения и сжатия, и выявлены ее особенности в зоне непосредственного контакта и в зонах влияния [28].