Высокоскоростных механизмов

При высокоскоростных испытаниях используются обычные методы испытаний на растяжение, сжатие, сдвиг и кручение, а также специальные виды испытаний: метод разрезного стержня Гопкинсона и метод динамической раздачи тонких колец. Преимуществами последних методов являются: снижение влияния упругопластических волн, и более высокая однородность деформации по длине и сечению образца.

Еще более сложный характер нагружения характерен для высокоскоростных испытаний на растяжение, поэтому существенное значение имеет правильный выбор формы образцов. При высокоскоростных испытаниях применение стандартных пропорциональных образцов неизбежно приводит к значительным методическим погрешностям и деформация локализуется вблизи активного захвата.

В качестве первого приближения при адиабатическом нагру-жении, имеющем место в скоростных и высокоскоростных испытаниях, можно принять линейную связь приращений величины пластической деформации и ее эквивалентной величины с коэффициентом пропорциональности, зависящим от скорости деформации:

При высокоскоростных испытаниях чаще всего поддерживаются постоянная скорость деформации, нагружения (последнее в пределах упругих деформаций), постоянный уровень нагрузки или нефиксированный закон нагружения, определяемый кинетикой деформирования образца (в этом случае обобщение результатов исследований затруднено [202]).

Таким образом, при высокоскоростных испытаниях возможна регистрация зависимостей a(t), e(0 и 0(е). Выбор параметра испытания определяет характер информации о механическом поведении материала при скоростном нагружении, и его обеспечение во всей серии экспериментов с различными скоростями является непременным условием получения достоверных и сопоставимых данных.

Установление квазистатического однородного напряженного и деформационного состояния в образце достигается в результате интерференции упруго-пластических волн [373]. Время и степень выравнивания напряжений по длине образца определяются частотой взаимодействия волн, обратно пропорциональной длине образца. Поэтому с повышением скорости деформации обеспечение необходимой равномерности возможно только при сокращении длины образца [136]. При высокоскоростных испытаниях выравнивание напряжений по длине рабочей части образца требует определенного времени, сравнимого с временем испытания. С повышением скорости деформирования это время составляет все большую часть времени испытания при неизменной длине образца. По этой причине для высокоскоростных испытаний неприемлемы пропорциональные образцы, принятые для статических испытаний. Их применение приводит к локализации деформации и разрушения вблизи нагружаемого конца при достижении так называемой критической скорости удара [81, 129], а также к появлению ряда других аномальных эффектов, не характеризующих действительное механическое поведение материала.

При высокоскоростных испытаниях наиболее точную регистрацию усилия в образце обеспечивает использование образца, изготовленного заодно с динамометрической частью, длина которой достаточна для регистрации усилия по упругой деформации динамометра в прямой волне (до прихода отраженной волны от второго конца динамометра). Отсутствие резьбового перехода от образца к динамометру и возможность использовать динамометр минимального диаметра снижает уровень искажений импульса нагрузки.

Использование стержня-динамометра сплошного сечения с резьбовым переходом для соединения с образцом (см. рис. 42, л) при высокоскоростных испытаниях не приемлемо вследствие возникновения осцилляции, обусловленных продольными колебаниями в участке стержня уменьшенного поперечного сечения (длина резьбового перехода) (см. рис. 42, з).

259. Степанов Г. В: Влияние схемы нагружения на растяжение и сжатие при ': высокоскоростных испытаниях.— Пробл. прочности, 1974, № 2, с. 63—65.

Специфическая особенность процессов высокоскоростного нагружения заключается в сложном характере нагружения и влиянии времени нагружения. При высокоскоростных испытаниях устранение эффектов продольной инерции в образце достигают только при испытании с постоянной скоростью деформирования — относительного движения торцов образца. При таком законе нагружения каждое сечение образца двигается с постоянной скоростью, линейно возрастающей от закрепленного конца образца к нагружаемому, до момента локализации деформации, например в шейке на рабочей части при растяжении. При скоростях деформации свыше 5Х X 104 с"1 обеспечение необходимой однородности деформирования образца чрезвычайно затруднено. Поэтому для изучения поведения материала используют анализ закономерностей неоднородного деформирования при распространении упругопластических волн в стержнях и плитах. Методы определения характеристик неоднородного высокоскоростного деформирования

образцов, поскольку удельный объем цементита больше, чем феррита (рис. 52). На высокотемпературной стадии полости не увеличиваются в размерах, а лишь освобождаются от графита. С увеличением содержания углерода в твердом растворе удельный объем возрастает, что обусловливает увеличение размеров образцов. Разрушение металлической основы чугуна, предполагавшееся в ранних гипотезах роста, при медленных теплосменах не наблюдалось. Отсутствовало оно и при высокоскоростных испытаниях на ростоустойчивость.

для высокоскоростных механизмов Т (вазе- 5,1...8,5 —•

Легкое индустриа Масло для высокоскоростных механизмов Л (велосит), ГОСТ 1840—51 Точные механизмы, работающие с малой нагрузкой при частоте вращения 15 000— 20 000 об/мин или с окружной скоростью на*" шейке 4,5—6 м/сек (высокоскоростные шпиндели, шлифовальные и другие станки) льное масло 4,0—5,1 112 -25

Индустриальное И-5А, ГОСТ 20799— 75. Для высокоскоростных механизмов. Точные механизмы, работающие с малой нагрузкой при частоте вращения 15 000—20 000 об/мин или с окружной скоростью на щейке вала 4,5 — G м/с (высокоскоростные шпиндели, шлифовальные и другие станки) 4-5 125 —25

Из зарубежной литературы, посвященной исследованию движения машин, надо отметить следующие работы: Б. Куин применил теорему кинетической энергии, на основании которой разработал энергетический метод исследования [184], [185]; Г. Нот-ман решает задачу о движении высокоскоростных механизмов, составляя уравнения динамики для каждого звена в отдельности и уравнения связей в кинематических парах [182]; И. Морзе, К. Ип и Р. Хинкль применяли уравнения кинетической энергии, причем массы они приводили к одному звену, а работы сил определяли на перемещениях их точек приложения, не приводя их к звену приведения [179].

Масла для высокоскоростных механизмов

Масла для высокоскоростных механизмов марок Л (велосит) и Т (вазелиновое) по ГОСТу 1840—51 — дистиллятные сернокислотной очистки. Для смазывания точных механизмов, работающих со скоростью до 20 000 об/мин или окружной скоростью до 6 м/сек.

Индустриальные: il'2 (веретенное 2) ... 20 (веретенное 3) ... 30' (машинное 'Л) . . . 45 (машинное С) ... 50 (машинное СУ) . . . • Для высокоскоростных механизмов Л (велосит) . . . Для прессов ..... 1707—51 1840—51 5519—50 6480—53 12672—67 32—53 1861—54 10—14 17—23 27—33 38—52 42—58 4,0—5,1 (33) (240,5-277,5) (240—277) 20—23 28—32 44—48 55—59 (65—82,6) 10,0 26—30 26—30 11—14 1,86—2,26 2,60—3,31, 3,81—4,59 5,24—7,07 5,76—7,86 1,29—1,4 (4,59) (32,5—37,5) (32,5—37,5) 2,9—3,31 3,9-4,46 6,0—6,55 7,5—8,00 (8,8-11,1) оТз 0,3 0,2 1 1,3 0,14 0,14 0,2 0,35 0,15 0,04 0,1 0,02 0,02 0,02 0,02 0,05 0,15 0,007 0,007 0,007 0,007 0,005 0,005 0,005 0,005 0,020 0,040 0,015 0,007 0,007 0,007 0,007 165 170 180 190 200 112 200 285 240 180 180 195 195 216 —30 —20 —15 —10 —20 —25 —15 —10 —10 —15 —10 —10

1. Масло общего назначения (табл. 1). Масла для высокоскоростных механизмов: Л (велосит); Т (вазелиновое) и со-ляровое. Масла Л и Т — сернокислотной очистки, а соляровое—щелочной, применяются для смазывания механизмов,

Масла для высокоскоростных механизмов,соляровое . . 1

Для высокоскоростных механизмов

Примечания: 1. При регенерации смеси отработанных масел для высокоскоростных механизмов вязкость регенерированной смеси должна быть при 50; С в интервале 4,6—8,5 ест, а температура вспышки, определенной в закрытом приборе, не ниже 112° С. _________