Metody badań

Metody badań

zmęczeniowych

zmęczeniowych

Wykonał:

Wykonał:

Aleksander

Aleksander

Leszczyński

Leszczyński

Wykonano pod

Wykonano pod

kierunkiem:

kierunkiem:

Prof. Dr hab.

Prof. Dr hab.

Katarzyny

Katarzyny

Cabańskiej

Cabańskiej

Specyfika badań

zmęczeniowych

Próba zmęczenia materiału

polega na cyklicznym obciążaniu

próbki, które wywołuje zmienny

stan naprężeń.

Zmienność naprężeń w próbie

zmęczeniowej charakteryzuje się

częstotliwością zmian, wielkością i

cyklem

naprężeń

oraz

współczynnikiem asymetrii cyklu

R.

Badania zmęczeniowe charakteryzują

się

dużym

rozrzutem

uzyskanych

wyników

poszczególnych

prób.

Spowodowane jest to przeprowadzaniem
badań dla wielu próbek. Otrzymane
wyniki opracowywane są metodami
statystycznymi. Ilość próbek w jednej
serii jest różna w zależności od
informacji, które są celem badań.

Istotą badania są:



mikropęknięcia, które powstały

w materiale;



zbadanie zachowania

się

materiału

w

warunkach

okresowo zmiennych naprężeń.

Aby wykonać pomiarów należy:



przygotować arkusz protokółu pomiarów;



odnotować w protokóle dane dotyczące
próbki i maszyny wytrzymałościowej;



narysować schemat obciążenia próbki i
pomiaru strzałki ugięcia;



założyć próbkę w uchwytach maszyny i
sprawdzić bicie próbki nieobciążonej;

cd.



ustawić

podpory

w

korpusie

urządzenia;



włączyć

silnik

przy

próbce

nieobciążonej

lub

obciążonej

nieznacznie na czas kilku minut;



obciążyć próbkę;



stawić czujnik zegarowy do pomiaru;



Gdy

próbka

osiągnie

granice

zmęczenia przyrosty ugięć zaczyna się

zwiększać, należy usunąć obciążenie i

zakończyć próbę;

cd.



wykonać wykresy zginania oraz
obliczyć Re 0,2 lub Rg;



opracować wyniki i wykresy prób
zmęczeniowych;



wskazać źródła ewentualnych
rozbieżności i błędów

Badania

zmęczeniowe

charakteryzują

się

dużym

rozrzutem uzyskanych wyników
poszczególnych prób. Powodem
tego jest przeprowadzanie badań
dla serii próbek. Otrzymane wyniki
opracowywane

są

metodami

statystycznymi.

Rozciąganie

zmęczeniowe

Metoda ta polega na

sinusoidalnym, tętniącym rozciąganiu
lub ściskaniu gładkich próbek lub z
karbem

oraz

na

wahadłowym

rozciąganiu- ściskaniu.

Naprężenie oblicza się dla

przekroju próbki, która charakteryzuje
się największym ilorazem obciążenia F
i przekroju badanej próbki S.

Przykłady próbek z karbem do badań

zmęczeniowych

Zginanie zmęczeniowe

Badanie to polega na obrotowym

lub płaskim zginaniu następujących
próbek:

Maszyny to takiej próby

działają momentem zginającym
stałym

lub

zmiennym

na

długości pomiarowej próbki

1 – uchwyt, 2 – łącznik,

3 – dynamometr, 4 –
mimośród, 5 – próbka

Skręcanie zmęczeniowe

Wytrzymałość na zmęczenie

przy próbie wahadłowego skręcania
ZSO; przy skręcaniu ZS oraz przy
próbie jednostronnego, okresowo
tętniącego skręcania ZSJ wyznacza
się m. in. maszyny opartej o
mechanizm korbowy

Przykładem maszyny jest skręcarka

zmęczeniowa wyprodukowana przez

firmę Schenck, gdzie: 1 – próbka, 2 –

pręt skrętny (siłomierz), 3 – pręt

napędzający

wykorbieniem,

4

–

korbowód, dzięki któremu regulowane

odkształcenie skrętne próbki,

cd.

6 – wykorbiony wałek obrotowej

tulei, 7 - przekładnia
ślimakowa, 8 – czujnik wielkości
obciążeń, 9 – dźwigienka połączona z
prętem skrętnym, 10 –
głowica maszyny, 11 – przekładnia
ślimakowa

Równoczesne skręcanie i zginanie

Ściskanie zmęczeniowe

Ściskanie zmęczeniowe

Najczęściej stosowane maszyny

do

badania

wytrzymałości

zmęczeniowej podczas rozciągania-
ściskania są to maszyny o napędzie
hydraulicznym zwane pulsatorami.

Umożliwiają one wywołanie naprężeń

jednostronnych lub dwustronnych.

Np. Pulsator Losenhausena.

Za pomocą tego pulsatora

można badać zarówno próbki i
elementy

konstrukcyjne

przy

obustronnym

rozciąganiu

i

ściskaniu

oraz

obustronnym

zmęczeniowym zginaniu.

Wybrane nowoczesne

maszyny badawcze

Stanowisko do badań w
warunkach eksploatacyjnych i
programowanych

Takowe stanowisko składa

się zazwyczaj z: 1 – maszyna
wytrzymałościowa

typu

Instron, 2 – układ
sterująco – pomiarowy, 3 –
ekstensometr, 4 – komputer z
oprogramowaniem.

Wykaz aparatury sprzętu

Politechniki Świętokrzyskiej

Maszyny wytrzymałościowe firmy

MTS System Corporation, o nacisku
200kN i 250 kN do badań przy
dowolnie programowanych sygnałach
sterujących.

Istniej

możliwość

sterowania siłą, przemieszczeniem
lub odkształceniem.

Nowoczesna

cyfrową maszynę
wytrzymałościową
firmy

UTS

do

badań

przy

obciążeniach
wolno
zmieniających się.