Испытании необходимо

В области прочностей, когда о^ =.яв, наблюдается полухрупкое разрушение. Испытание надрезанных образцов с определением не вязкости разрушения, а предела прочности не вполне целесообразно, так как при вязком разрушении получают завышенные значения прочности, а при хрупком — ненадежные и нестабильные значения. При столь большом значении концентратора на результаты испытания хрупких материалов оказалось, что в этом случае важное значение имеют многие моменты, не оказывающие влияния на результаты испытания мягких материалов (состояние поверхности, технология изготовления образцов, соосность захватов машины и др.). Практически эти моменты по сказываются при испытании материалов с прочностью до 150 кгс/мм2 (и при г)<40%).

Механические испытания материалов не следует путать с механическими испытаниями деталей, узлов или конструкций в целом. Если при испытании материалов определяются только свойства материала, то при испытании конструкции определяется не прочность материалов, а прочность конструкций. При механических испытаниях конструкции, с одной стороны, проверяется точность проведенных расчетов, а с другой — правильность назначенных технологических процессов изготовления и сборки.

В заключение главы отметим, что назначение всех механических испытании материалов — экспериментальное определение механических характеристик материалов для всех видов деформаций с целью последующего использования этих данных в прочностных расчетах элементов конструкций.

Если внешние нагрузки невелики, то в материале детали возникают только упругие деформации. Говорят, что материал находится в упругом состоянии. С ростом внешних сил в материале появляются заметные остаточные деформации, значит материал перешел из упругого в пластическое состояние. И, наконец, с увеличением нагрузки наступает момент, когда целостность материала нарушается, начинается разрушение материала в буквальном смысле слова. В таком случае говорят, что материал перешел из пластического состояния в состояние разрушения. При испытании материалов на одноосное растяжение было установлено, что не все материалы одинаково ведут себя под нагрузкой. У пластичных материалов состоянию разрушения предшествует заметное на глаз пла'стическое состояние. Наоборот, хрупкие материалы переходят в состояние разрушения при очень малых остаточных деформациях, т. е. практически минуя пластическое состояние.

ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ — прочность материала, находящегося длит, время в напряжённом состоянии при высокой темп-ре. Характеризуется обычно пределом Д. п., т. е. напряжением, вызывающим разрушение образца при заданном времени действия нагрузки и темп-ры. При испытании материалов для ракет это время может составлять неск. с, для стационарных турбин—до сотен тыс. ч. Предел Д. п. чаще всего определяют при растяжении. Д. п. большинства материалов с повышением темп-ры снижается; она зависит также от хим. состава, микроструктуры (размера зерна, формы, размера и характера распределения частиц фаз-упрочнителей), состояния поверхности образцов (снижается при увеличении шероховатости), окружающей среды (может резко снижаться при взаимодействии образца с легкоплавкими жидкими металлами). Д. п. наряду с сопротивлением ползучести и жаростойкостью — важная хар-ка при выборе жаропрочных сплавов.

При испытании материалов исследуются те процессы, которые приводят к его разрушению или изменению свойств. Для деталей и сопряжений кроме процессов повреждения определяются, как правило, и их выходные параметры — точность движения (вращения), изменение взаимного положения (износ сопряжения), коэффициент трения и др.

Различные методы форсирования нагрузок при испытании материалов и изделий часто базируются на принципах линейного накопления повреждений и независимости последующего израсходования ресурсов от предыстории [76].

Ужесточение условий при испытании как материалов, так и изделий часто используют для ускорения получения необходимой информации, особенно о стойкости материалов. Например, при испытании материалов на абразивное изнашивание применяют подачу абразивной смеси в зону f рения (при сухом трении) или производят погружение образцов в ванну со смазкой, в которой находится во взвешенном состоянии абразив. Это значительно ускоряет износ (кривая 1, рис. 161, д). Наибольшее абразивное воздействие на материал происходит при его трении об абразивную шкурку при постоянном изменении зоны контакта (метод испытания на абразивный износ проф. М. М. Хрущева) [217].

Оптический способ достаточно хорошо освещен в литературе. Приведем описание оригинальной интерференционной приставки проф. Трумполда [126], которую можно применить практически к любому микроскопу. Эта приставка используется при определении высоты неровностей, меньших 1 мкм; в этой области щуповой, механические, электрические и оптический способы не дают требуемых результатов. Интерференционный способ применяется к любой поверхности (стенки отверстий, поверхности скольжения, например, подшипники всех типов) и может быть использован при изготовлении подшипников валов всех типов (игольчатых, конических и др.), форсунок, для определения формы поверхностей, при 'испытании материалов, особенно стекла, плексигласа, пиакрила. Интерференционный метод определения высоты выступа, построенный по Krug —Lau'schen, пояснен на фиг. 13.

При испытании материалов царапанием индентор внедряют в образец. Затем, вращая один из штурвальчиков механизма координатного перемещения, двигают оптико-

Для увеличения точности измерения усилия на образце при испытании материалов с тепловым нагружением на основе устройства [102] разработано охлаждаемое силоизме-рительное устройство. Оно имеет каретку 25 с двумя парами опор 26, корпус 27, в котором выполнено отверстие, снабженное двумя парами опор 28, направляющий шток 29 с каналами 30 и 31 для охлаждающей среды и шток 32 с каналами 33. Каретка 25 может перемещаться на опорах качения 34 по направляющим штока. Между парами опор 26 и 28 размещен сменный упругий силоизмерительный элемент 35, изготовленный в виде динамометрической балочки, работающей по схеме чистого изгиба. На элементе 35 с двух сторон наклеены тензорезисторы 36, включенные в схему автоматической термокомпенсации. При нагружении они выдают сигналы, пропорциональные приложенной силе соответствующего направления. Для обеспечения одинаковой относительной точности измерения всего спектра усилий элементы выполнены разной толщины и тарированы на определенный диапазон усилий.

время израсходования данного запаса, но позволяет судить о степени удаленности изделия от предельного состояния. Коэффициент запаса надежности, как отношение допуска на выходной параметр к области его существования, зависит от индивидуальных особенностей (характеристики) данного изделия, от режимов и условий его эксплуатации. Поэтому при испытании необходимо установить условия, при которых будет определяться запас надежности. Он может быть определен по отношению к средним (типовым) или к экстремальным режимам и условиям работы, В последнем случае наличие запаса надежности гарантирует определенный период (пока неизвестный) безотказной работы машины в любых условиях эксплуатации, предусмотренных ее назначением. Например, в разработанной автором методике испытания оборудования на технологическую надежность предусматривается установление силовых и скоростных экстремальных режимов, при которых основное влияние на точностные параметры станка оказывают либо нагрузки, которые деформируют упругую систему, либо явления, связанные с вибрацией при больших скоростях. В ряде случаев выявляется также критический режим; при котором возможно сочетание скоростных, силовых и других факторов, обусловливающих для данной машины наибольшее рассеивание или экстремальные значения выходных параметров.

Измерение разности электрических потенциалов между двумя точками по обе стороны трещины можно осуществлять мостом или электронными приборами [31]. С ростом длины трещины изменяется разность электрических потенциалов. Распределение электрического напряжения в образце зависит от геометрии образца, расположения токоподводящих контактов, размера трещины. При испытании необходимо изолировать образец от испытательной машины. Диаграммы изменения разности напряжений в зависимости от нагрузки можно преобразовать с помощью тарировочиых графиков в диаграммы нагрузка — прирост трещины (рис. 6). Такой метод пригоден для всех типов образцов. Тарировочные графики строятся с помощью -гокопроводящей бумаги. К недостаткам метода можно отнести то, что он неприменим для испытаний при низких температурах.

9. При использовании температурного фактора как средства повышения скорости коррозии при испытании необходимо учитывать характер протекающего процесса. Известно, что скорость электродных реакций с повышением; температуры повышается, но одновременно температура влияет и на ряд других факторов — растворимость кислорода, свойства защитных пленок на металлах и т. п. Необходимо иметь в виду, что при повышении температуры скорость кислородной деполяризации возрастает лишь до определенного предела (около 60 °С). При дальнейшем повышении температуры резко уменьшается растворимость кислорода, что приводит к снижению скорости коррозии.

Арматура, поступающая в эксплуатацию без паспорта, гарантийных пломб или прошедшая ремонт, должна испытываться на прочность конструкции и плотность металла, на герметичность запорного органа и на работоспособность изделия. При испытании необходимо точно определить место пропуска для принятия мер по его ликвидации. Испытание арматуры проводится на стендах, конструкция и степень механизации которых зависят от уровня специализации и объема испытаний.

102. При гидравлическом испытании необходимо удалить полностью воздух из котла. Давление должно проверяться контрольным манометром.

102. При гидравлическом испытании необходимо удалить полиостью воздух из котла. Давление должно проверяться контрольным манометром.

Испытания раскрывают дефекты конструкции, которые недопустимы и должны бвггь немедленно устранены. Участие конструктора в испытании необходимо, так как ему лучше видны дефекты и он быстрее сможет вынести решение по их устранению. При изучении дефектов необходимо отличать случайные дефекты от систематических, вызванных ошибками в документации. Случайные дефекты являются не дефектами конструкции, а дефектами изготовления или сборки, появляющимися вследствие отступления от требований чертежей и не замеченные техническим контролем.

Для применения виброустановок в качестве испытательных их целесообразно обеспечить измерительным блоком с выходом по амплитуде перемещения или виброскорости. Точность востро* изведения параметров вибраций вибрационной установкой зависит от коэффициента гармоник, относительного уровня поперечных составляющих, относительной неоднородности поля перемещений (ускорений) на столе установки. Действительные значения характеристик вибраторов в значительной степени зависят от параметров и расположения испытуемого объекта. При исследованиях практически невозможно установить объект на столе вибратора, чтобы центр массы последнего находился на линии действия толкающей силы. В результате возникает инерционный момент вращения, который вызывает качание подвижной системы вибратора, неравномерность распределения амплитуды колебания в точках крепления объекта, а соответственно и поперечные составляющие вибраций. Следовательно, при каждом исследовании или типовом испытании необходимо производить отдельно контроль метрологических характеристик вибратора. В принципе, плавно смещая центр массы исследуемого прибора относительно стола вибратора, можно добиться совпадения оси колебаний с центром. У электродинамических вибраторов для создания колебаний горизонтального направления можно повернуть весь вибратор на 90°.

При теплохимическом испытании необходимо составлять три основных функциональных графика: зависимости качества пара от производительности котла, качества котловой воды и уровня воды в барабане. Для котлов со ступенчатым испарением требуется иметь зависимость уровня воды в солевых отсеках от производительности котла.

21. Перед повышением давления при гидравлическом испытании необходимо убедиться в отсутствии воздуха в сосуде. Если для гидравлического испытания сосуд был заполнен холодной водой и на его стенках появилась роса, то испытание должно производиться только после высыхания стенок сосуда.

Получение вероятностных характеристик объекта при его испытании необходимо для расчета показателей надежности. Эта задача является весьма сложной, особенно при кратковременных испытаниях. Классические методы математической статистики по обработке опытных данных [5] достаточно эффективно применяются лишь при сравнительно простых стендовых испытаниях узлов и механизмов, которые могут быть выполнены в нескольких образцах и испытываться продолжительное время. При стендовых испытаниях сложных объектов - машин, агрегатов, отдельных узлов и систем практически невозможно накопить статистическую информацию об отказах. Необходимо искать такие методы испытания, которые обеспечивали бы получение наиболее полной информации о состоянии машины по параметрам качества и надежности. Этим требованиям удовлетворяет так называемый программный метод испытания.

Нагружение корпуса ракеты осевой сжимающей силой соответствует обычно наиболее важным расчетным случаям. При переменной вдоль оси силе к верхнему торцу отсека прикладывается сила с помощью пресса, а ряды лямок создают дополнительную нагрузку. Обычно удается получить эпюры в виде ломанной линии, приближенно реализующей нагрузку. При испытании необходимо следить за поведением обшивки и подкрепляющих элементов. Наклеенные лямки существенно затрудняют наблюдения. Поэтому иногда, особенно для коротких отсеков, переменную вдоль оси силу заменяют постоянной. Испытания при этом можно проводить на мощных прессах или с помощью специальных приспособлений.