Испытание материалов

стержнями (см. рис. 20, в) имеет те же возможности, что и испытание материала при нагружении между массой и стержнем. Этот тип нагружения получил широкое распространение для испытаний на сжатие (так называемый метод разрезного стержня Гопкинсона) [136, 345, 397]. Модифицированные схемы нагружения для испытаний на сдвиг и растяжение представлены на рис. 21.

Гарантию может дать испытание материала в условиях, при которых мыслим переход из пластичного состояния в хрупкое. Таким является испытание образцов с надрезами (см. § 4.10, разделы 3 и 5). Если обнаружится, что исследуемый материал при таких испытаниях не обладает склонностью к хрупкому разрушению, то его можно применять в конструкции, работающей в условиях, вызывающих опасение за появление хрупкого разрушения. 10. Масштабный фактор. Сопротивление образца или изделия разрушению зависит от его размеров. Такое влияние размеров называют масштабным фактором прочности. Изучен он в условиях пластичного характера разрушения гораздо слабее, чем в условиях хрупкого. Коснемся поэтому только последнего. Обнаружено, что сопротивление отрыву с увеличением размеров поперечного сечения стержня значительно уменьшается. Прочность тонких нитей

2. Кратковременные статические испытания гладких образцов при комнатной температуре. Статическое испытание материала в гладких образцах в условиях комнатной температуры производится не только при растяжении и сжатии; применяются еще и следующие испытания.

6. Испытания при повторно-переменных нагрузках. Испытание материала при повторно-переменных нагрузках (см. гл. XIX) производится с целью определения предела выносливости (предела усталости) *).

Опыт броневого производства наглядно показал, что испытание на стандартных образцах — это испытание материала, только при вполне определенной конструкции образца, т. е. испытание в условиях одного типа напряженного состояния (линейного) при строго определенной степени конгруэнтности (совпадаемости) полей напряжений и полей сопротивлений. В условиях другого напряженного состояния, например, в броневой плите при совершенно ином характере деформации, вызываемых внедрением снаряда, эффективная или, как теперь принято говорить, конструктивная прочность будет совершенно иной. Необходимость и значение конгруэнтности (совпадаемости) полей напряжений и сопротивлений были также наглядно показаны разработкой и практикой производства гетерогенной брони (неоднород-

Внешний осмотр и проверка геометрических размеров заклепок обычно производятся на выборку, а выборочное испытание материала заклепок на механические свойства — по необходимости.

Вращающий момент электродвигателя 10 при включенной электромагнитной муфте 11 передается через шкивы и клиноременную передачу, которые вращают червяк и колесо, выполненное зацело с гайкой ходового винта. Гайка передает движение на ходовой винт 12. В результате этого стол 14 вместе с уложенным на него образцом начинает подниматься вверх. При контактировании образца с индентором 4 к образцу прикладывается предварительная нагрузка. В режиме «Отсчет высоты» после приложения предварительной нагрузки движение стола прекращается, так как при страгивании индентора 4 контактная группа размыкается и отключает электродвигатель. Первоначальная высота изделия высвечивается на индикаторных лампах блока 7. После этого испытание материала можно проводить в одном из следующих режимов: режиме до получения заданной деформации или ре-

область. В противном случае искажается зависимость разрушающих напряжений от скорости и меняется характер излома образцов (резко увеличивается зона хрупкого долома), что сопровождается их интенсивным нагревом. На рис. 2 схематически изображены два типа кривых усталости, характеризующиеся существенно различными параметрами. Испытание материала типа В при скорости, определяемой, например, углом фАтах, невозможно, так как это привело бы к очень высоким значениям напряжений и резкому изменению характера разрушения. Таким образом, максимальные значения скорости роста амплитуды напряжений могут быть определены в зависимости от положения кривой усталости, которое может быть охарактеризовано координатой точки перегиба N0. Показатель наклона кривой, а также абсолютный уровень сопротивления усталости играют второстепенную роль. Анализ экспериментальных данных в соответствии с приведенной схемой позволил свести их к трем типам в зависимости от точки перегиба

2. Испытание на теплопроводность теплоизоля-торов в форме листов и пластин, а также тканей Метод трубчатого цилиндрического акалориметра можно применить к определению теплопроводности материалов, имеющих форму тонких пластин или листов. При техническом применении листы материала накладываются друг на друга и располагаются перпендикулярно по отношению к тепловому потоку (например теплоизоляционный картон). Лабораторное испытание материала должно копировать эти условия, т. е. в лабораторных приборах тепловой поток должен иметь направление, перпендикулярное к плоскости листа.

Получаемые с листами сертификаты, содержащие паспортные данные завода-изготовителя, принимаются при условии, что у контролера не возникает никаких сомнений в качестве листов. В противном случае от сомнительных листов берутся образцы для химического анализа металла и определения его механических свойств. Полученные технической проверкой данные должны полностью соответствовать техническим условиям. Для составления точного представления о поведении материала барабана в условиях эксплуатации желательно производить испытание материала на ползучесть.

Если испытание материала производят с целью выявления причины некоторого снижения его ионообменной способности, необходимо сделать ситовой анализ и определить количество взвешенных веществ, удаляемых при взрыхлении. В случае применения в качестве катионита органических материалов бывает целесообразно установить их ионообменную способность до и после промывки 5—10%-ным раствором соляной кислоты.

Испытание материалов: Справочник/Под ред X. Блюменауэра. М.: Металлургия, 1979. 447 с.

Испытание материалов на одноосное растяжение позволяет определить, при каком числовом значении главного напряжения происходит переход материала из одного состояния в другое.

Испытание материалов. Исследования АЭ в этом случае могут быть направлены на уяснение поведения АЭ в процессе других, более сложных, испытаний (например, процесса сварки), либо для изучения природы процессов, происходящих в материале.

В настоящее время, насколько нам известно, отсутствует классификация методик исследования покрытий и материалов с покры.-тиями. В отдельных монографиях на различном методическом уровне рассматриваются способы оценки свойств собственно покрытий (пористость, прочность соединения с основным металлом, защитные свойства, износостойкость и др.). Однако вопрос влияния покрытий на конструктивную прочность изделия в целом значительно сложнее, чем представляется некоторым авторам, и не может быть решен простым исследованием структуры и свойств только покрытий. По-видимому, композицию «основной металл — покрытие» следует рассматривать как единое целое. Очевидна необходимость комплексного, всестороннего изучения данной композиции с привлечением современных средств оценки конструктивной прочности, таких как статические, динамические и усталостные испытания, а также испытания на трещиностойкость. Методы испытаний материалов с покрытиями разработаны значительно меньше, чем способы оценки свойств собственно покрытий. В предлагаемой нами классификации методик исследования структуры и физико-механических свойств (рис. 2.1) выделено два крупных раздела: испытание покрытий и испытание материалов с покрытиями.

в) испытание материалов на склонность к старению. Предварительно проводят холодную деформацию растяжением или осадкой (—на 10%), изгибом, а также отпуск в течение 30 мин при 200—300° С.

Метод предусматривает испытание материалов на изнашивание путем многократных последовательных ударов по абразиву, закрепленному на тканевом основании, расположенном на плоской закрепленной поверхности.

'Особенностью этого метода является испытание материалов на изнашивание путем последовательных многократных ударов по монолиту абразива [10]. Удар образца в течение одного цикла испытаний происходит все -время по одному ме.сту абразива, поскольку в результате разрушения породы ее абразивная способность само-•обновляется. Для применения этого метода создана установка У-1-АМ (рис. 16). Основание установки /, представляющее собой стол с размещенным на нем уз--лом крепления блока горной породы, жестко соединен с колонной. Привод, состоящий из двигателя 2, редук-•тора 5 со сменными шестернями и шкивами 3, 6 и шпиндель 13 укреплены на массивной траверсе 4, которая может подниматься и опускаться по колонне с помощью тайки 7.

7. Бычков Н. Г. Дульнев Р. А. Испытание материалов на термическую усталость при действии статической нагрузки. — Заводская лаборатория, 1970, т. 36, № 5, с. 591—595.

Испытание материалов на усталость при высоких температурах проводили в специальных высокотемпературных электропечах сопротивления. Печи трехсекционные с нагревательными элементами из модифицированного сплава ЭИ626 позволяют нагревать образцы до 1200° С и обеспечивают равномерное распределение температурного поля по всей поверхности испытуемого образца

Все это свидетельствует об огромном многообразии разновидностей форм, условий и методов исследования свойств материалов. Такие исследования — выбор устойчивых характеристик, разработка методик, установление зависимостей свойств от различных факторов и объяснение их природы — составляют предмет дисциплины, носящей название испытание материалов. Эта дисциплина теснейшим образом связана с физикой твердого тела, в частности с физикой металлов, с химией, с технологией материалов, металлографией, кристаллографией, рентгенографией, с экспериментальной техникой (испытательные машины и приборы), с эксплуатацией изделий, материал в которых работает в самых разнообразных .условиях, и с механикой твердого деформируемого тела,

И. Феппль О., Б е к к е р Е., Гейдекампф Г. Дл'ительное испытание материалов. ОНТИ, 1935. . 12. Ф и л и п п о в А. П. Колебание упругих систем. Изд. АН УССР, 1956.