Проведения усталостных

Обычные коррозионные испытания длительны. Для сокращения времени часто применяют ускоренные испытания; с этой целью металлы испытывают Б условиях, более жестких, чем условия их эксплуатации. Для ускорения действия агрессивной среды, в зависимости от конкретных условий, усиливают действие того или иного фактора, ускоряющего коррозию: добавляют окислители, продувают воздух, повышают температуру, перемешивают растворы и т. д. Для проведения ускоренных испытаний в лабораторных условиях применяют различные аппараты и установки. Наиболее характерные из них описаны ниже.

На первых этапах развития теории надежности основное внимание уделялось сбору и обработке статистических данных об отказах изделий. В оценке надежности преобладала констатация степени надежности на основании статистических данных. Развитие теории надежности сопровождалось совершенствованием методов исследования, определялись законы распределения наработки до отказа, методы расчета и испытаний изделия с учетом случайного характера отказов и т. п. Вместе с тем возникли и другие направления исследований. К ним относится и поиск принципиально новых способов повышения надежности, и прогнозирование отказов с прогнозированием надежности, и установление количественных связей между характеристиками показателей надежности методов расчета надежности изделий, обладающих все более сложной структурой, с учетом все большего числа действующих факторов. Методы проверки на надежность совершенствовались главным образом в направлении проведения ускоренных и неразрушающих испытаний. Наряду с совершен-

Возможность проведения ускоренных испытаний осложняется еще тем, что реальные условия нагружения любой машины при ее эксплуатации характеризуются спектром нагрузок вероятностной природы (см. гл. 12, п. 1).

На станциях проводятся регулярные измерения всех основных метеорологических параметров и параметров, загрязнения воздуха (в соответствии с методами, принятыми странами — членами СЭВ). В последние годы, разработаны специальные датчики и приборы для автоматической регистрации продолжительности воздействия метеорологических параметров и аэрохимического комплекса атмосферы на металлы [71]. Создано также новое оборудование для проведения ускоренных испытаний материалов в условиях, имитирующих различные-естественные атмосферы (коррозионный мониторинг) [72, 73].

Допустимые значения критерия К определяются путем проведения ускоренных испытаний на двух специально созданных стендах. При этом регистрировались скорость посадки и площадка контакта, по которым вычислялось значение К, а также число циклов до разрушения пластин.

Оценивая работу наших вузов по внедрению в учебный процесс вопросов надежности и долговечности, следует отметить и ряд недостатков. Нет еще четких теоретических и методических основ этой науки, поэтому часто читаемые специальные курсы по надежности не связаны со всей подготовкой инженера и не имеют достаточных основ в математических, технологических и общеинженерных дисциплинах. Программы курсов по надежности и долговечности должны, конечно, учитывать специфику данной отрасли машиностроения, но они должны иметь и общую методическую структуру и взаимосвязь с другими дисциплинами. Недостаточно развит лабораторный практикум. Часто лабораторные работы носят случайный характер, лишь косвенно связаны с курсом надежности и нередко отражают лишь те научные исследования, которые ведет данная кафедра в этом направлении. В частности, имеется необходимость в лабораторных работах, связанных со статистическими методами контроля, проведения ускоренных испытаний с применением физических и статистических моделей.

МЕТОДЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН НА ИЗНОС

В. И. Постников, И. А. Павлов, И. А. Грабар. Методы для проведения ускоренных испытаний деталей машин на износ . . . 255

В настоящее время РИСИ. и ВИСХОМом разрабатывается принципиально новый способ сбора информации об эксплуатационной надежности сельскохозяйственных машин.. Он основывается на применении автоматизированных средств сбора информации. В 1971 г. был сконструирован, изгоговяен и испытан прибор «Автоинформатор», позволяющий получать информацию об эксплуатации зерноуборочных комбайнов СК-4 и СК-5 «Нива». Наличие приборов автоматизированного сбора информации о надежности позволит провести , ускоренные испытания представительной партии зерноуборочных комбайнов. Служба.надежности завода-изготовителя совмесг-носпредстарителями институтов <и конструкторских организаций создает группу для . проведения ускоренных испытаний, .в которую входят руководитель и ответственные наблюдатели (из расчета один наблюдатель на 10 машин). До начала испытаний каждая 'Испытываемая машина снабжается приборами «Автоинформатор». Принцип действия «Автоинформатора» описан в статье И. В. Лютикова, В. С. Павлова «Средства сбора информации о надежности сельскохозяйственных машин» настоящего сборника. Во время испытаний наблюдатель следит за (работой испытываемых машин и один раз в смену производит считывание информации, накопленной приборами.

Фиг. 20. Камера для проведения ускоренных коррозионных испытаний (конструкция ВИАМ): 1— ртутное реле; 2—мотор компрессора;3—контактные часы;^—рубильник; S— нагнетательный насос; 6—стеклянный экран.

Б данной работе предлагается метод проведения ускоренных усталостных испытаний при реализации матрицы планирования и поиске оптимального или требуемого уровня долговечности.

Рис. 12. Методы проведения усталостных испытаний

8. КакОВЫ основные методы проведения усталостных испытаний?

В процессе эксплуатации напряжения, возникающие в конструкциях, как правило, являются случайными функциями времени. Для проведения усталостных испытаний в лабораторных условиях производят замену реального случайного процесса некоторым схематизированным циклом напряжения, который по уровню накопленного в детали усталостного повреждения должен быть эквивалентен реальному

Гидропульсационная машина МУБ-3 [14] для проведения усталостных испытаний при растяжении-сжатии при моно- и бигармо-ническом изменении напряжений образцов диаметром 8—10 мм имеет соотношение частот суммируемых гармоник 2:1; 3:1; 4:1 и 10: 1 при частоте высшей гармоники 2000, 1000 или 600 цикл/мин. Максимальная динамическая нагрузка 50000 Н (5000 кгс) при амплитуде до 25000 Н (2500 кгс)".

В ФМИ АН УССР разработаны два типа установок для проведения усталостных испытаний в расплавах легкоплавких металлов и солей, нашедших применение в качестве теплоносителей в энергетических машинах, с геометрической камерой и без нее [36].

С увеличением скоростей и мощностей двигателей и энергомашин все большее значение приобретает усталостная прочность деталей и узлов, воспринимающих переменную нагрузку высокой частоты. Поскольку детали в реальных конструкциях подвержены воздействию высокочастотного циклического нагружения, а ресурс и надежность их работы в большинстве случаев определяются усталостной прочностью, то возникает необходимость проведения усталостных испытаний в широком интервале частот нагружения. Такие испытания необходимы как для получения характеристик усталости конструкционных материалов, отвечающих реальным условиям их работы, так и для различных технологических исследований с целью обоснования выбора методов и установления оптимальных режимов обработки силовых деталей двигателей.

Специально для проведения усталостных испытаний изготовляют гидрорезонансные УК по двухцилиндровой схеме. Такие машины в вертикальном исполнении (серия 825) разработаны фирмой MTS на наибольшую нагрузку 3 и 9 МН. В качестве инерционного звена в этих машинах используется масса жидкости в трубопроводах, со-

Установка для усталостных испытаний на изгиб с кручением и вращением. Для проведения усталостных испытаний фирмой Schenck (ФРГ) спроектирована электрогидравлическая уста-

Созданы методики и оборудование для усталостных испытаний высокомодульных материалов. Расчеты на прочность при переменных нагрузках как по коэффициентам запаса прочности, так и при помощи вероятностных методов расчета требуют знания характеристик сопротивления усталости материала. Для этого разработаны оборудование и методики проведения усталостных испытаний композитов при растяжении, изгибе, межслойном сдвиге и смятии в мало- и многоцикловой областях. Установлено, в частности, что современные углепластики обладают высоким сопротивлением усталости по сравнению с металлическими материалами, что позволяет эффективно применять их при значительных амплитудах переменных нагрузок. Были выявлены статистические закономерности подобия усталостного разрушения углепластиков и разработаны предпосылки создания инженерной методики оценки усталостной долговечности элементов конструкций из углепластиков.

Для проведения усталостных исследований в коррозионно-активной среде (с целью удобства подвода электролита) верхний захват со сменными шаблонами изготовленными с большой точностью из фторопласта поворачивали на 180 ° и при помощи блока создавали натяжение исследуемых образцов. Среда по каплям из емкости 13 подавалась через губку к центру качения и испытания

бесконечности. Эту зависимость можно найти, используя статистическую теорию подобия усталостного разрушения. Для оценки долговечности элементов и узлов машин необходима информация о несущей способности (сопротивлении усталости) наиболее нагруженных деталей, которая может быть получена путем проведения усталостных испытаний образцов или деталей и построения кривых усталости.