Определение предела выносливости (усталости).

Большинство разрушений деталей и конструкций при эксплуатации происходит в результате циклического нагружения. Металл, подверженный такому нагружению, может разрушаться при более низких напряжениях, чем при однократном плавном нагружении.

Процесс постепенного накопления повреждений в материале при действии циклических нагрузок, приводящий к образованию трещин и разрушению, называют усталостью. Свойство материалов противостоять усталости называют выносливостью.

Испытания на выносливость по ГОСТ 25.502-79 проводятся на различных машинах в зависимости от характера работы деталей машин. Для определения предела выносливости испытывают не менее 15 образцов. Каждый образец испытывают только на одном уровне напряжений – до разрушения или до базового числа циклов.

Рис.24. Схема испытания на выносливость (усталость) консольно вращающегося образца

1 –патрон; 2 – образец; 3 – шарикоподшипник для приложения нагрузки.

В патроне 1 (Рис.24.) получающем вращение от привода машины, закрепляют утолщенным концом цилиндрический образец 2. на противоположном конце образца подвешивается груз Р, действующий на образец через шарикоподшипник 3. в данном положении верхние волокна образца испытывают напряжение растяжения, нижние – напряжения сжатия. Через ½ оборота растянутые волокна перейдут вниз и окажутся сжатыми, нижние же перейдут вверх и окажутся растянутыми. Таким образом за каждый полный оборот образца напряжение изменится, т.е. будет осуществлен цикл нагружения. Испытания проводят несколько раз, определяя каждый раз число циклов, доводящее образец до разрушения.

Пределом выносливости считается наибольшее напряжение, которое материал может выдержать N раз не разрушаясь (N – большое число, заданное техническими условиями, например 10⁶, 10⁷ и др.).