Исследования прочности

Комплекс испытаний прочности дета­лей машин состоит в исследовании:

- напряженного состояния;

-собственно прочности — статической циклической, ударной, при высоких и низких температурах, в условиях коррозии, ползучести, исследований прочности сцепления и т. д.

Испытания проводят в следующих направлениях:

1- проверки и уточнения расчетов;

2- установления механических характеристик материалов;

3- подбора оптимальных материалов и методов упроч­нений;

4- оптимизации конструктивных параметров;

5- обеспечения прочности конкретных машиностроительных конструкций.

При испытаниях используют следующие методы:

1. Поляризационно-оптический метод, основанный на ин­терференции поляризованного света, прошедшего модель из прозрачного оптически чувствительного материала.

Луч поляризованного света при прохождении через модель распадается на два луча с колебаниями в плоскостях главных напряжений, причем скорости прохождения этих лучей линейно зависят от соответствующего напряжения. С помощью анализатора коле­бания совмещаются в одну плоскость. Определяемая разность главных напря­жений пропорциональна номеру соответствующей темной по­лосы интерференции.

Поляризационно-оптический метод в основном применяют па плоских моделях. Однако в настоящее время его успешно распространяют на пространственные модели.

2. Метод оптиче­ских чувствительных вклеек в модель из прозрачного оптически нечувствительного материала и вклеенных поляроидов или от­ражающих слоев в модели из оптически чувствительного матери­ала.

Перспективно исследование полей напряжений с по­мощью оптически чувствительных покрытий, выполненных в виде приклеиваемых пластинок толщиной 1—3 мм или тонких покры­тий. При просвечивании покрытия поляризованным светом он отра­жается от поверхности детали или от внутренней поверхности слоя. Способ применим на натурных деталях и обеспечивает до­статочно высокую чувствительность.

3. Ме­тод делительных сеток. (Применяется для исследования напряженных состояний при больших деформациях — упругих (например, на резиновых образцах) и пластических (на металлических образцах)). Сетки наносят фотоспособом или накаткой. По формоизменению сетки оценивают деформиро­ванное и напряженное состояние.

4. Метод реплик - при котором сетки наносят царапанием и получают их отпечатки (реплики) на пластическом материале до и после нагружения. Измерения на репликах могут быть проведены более точно, чем на деталях.

5. Метод полос муара. Для исследования напряженного состояния на деталях плав­ных форм, в частности листовых. Он основан на оптическом совмещении мелкой сетки (растра) на деформированной детали с недеформированным раст­ром и получении в результате полос муара.

6. Метод гальванического покрытия применяется для определения амплитуд переменных напряжений или числа циклов действия напряжений. При этом поверхность детали покрывается медью. При действии повторно-переменных на­пряжений на поверхности покрытия появляются темные пятна, интенсивность которых растет с ростом напряжений и числа цик­лов нагружений.

Объектами испытаний на прочность являются образ­цы и натурные детали. В последнее время расширяются ис­пытания на прочность в условиях, приближающихся к условиям работы натурных деталей:

-испытания на крупных моделях или на натурных деталях,

-испытания при программном нагружении, воспроизводящем действительный закон изменения нагрузок в экс­плуатации.