4 �dania zmęczeniowe metali3

122

53.2. Badanie wytrzymałości zmęczeniowej podczas wielokrotnego zginania próbek płaskich

Badania zmęczeniowe tworzyw sztucznych w warunkach płaskiego zginania belek (najczęściej wspornikowych) o przekroju prostokątnym są. bardzo rozpowszechnione.

W literaturze spotkań można wiele metod różniących się sposobem obciążania próbki •. (stała amplituda siły zginającej lub stała amplituda ugięcia) oraz konstrukcyjnym roz- / wiązaniem maszyny i próbki. Omówimy te metody na przykładzie dwóch konkretnych propozycji amerykańskich (ASTM); polskich norm jeszcze nie wprowadzono.

TYP A

3 otwory 0 4.8

3 otwory <t> 4.8

Rys. 5.3. Płaskie próbki wspornikowe do badań zmęczeniowych (typu A i B) wg ĄSTM-D-671-7i (zginanie przy stałej amplitudzie siły)

"W normie ASTM-D-671-71 podana jest szczegółowo metoda badania polegająca na wielokrotnym zginaniu jednostronnie zamocowanej płaskiej próbki wspornikowej, posiadającej część pomiarową w kształcie belki o stałej wytrzymałości. Swobodny jej koniec obciążany jest sinusoidalnie zmienną poprzeczną siłą zginającą o stałej ampli- . tudzie. Znormalizowany kształt i wymiary dwóch podstawowych typów próbek pokazano na rys. 5.3. Mają one trójkątny kształt części pomiarowej, charakterystyczny dla

belek o stałej wytrzymałości. Kształt taki zapewnia w miarę jednakowy poziom naprężeń na całej części pomiarowej próbki. Wybór typu próbki zależy od jej grubości oraz właściwości badanego tworzywa. Maszyna do badań zmęczeniowych musi odpowiadać ściśle rozwiązaniu zajęćąnemu przez normę. - •

W trakcie próby należy w sposób ciągły łub okresowo kontrolować wartość przyłożonego obciążenia (amplitudę siły zginającej) ortz rejestrować zmianę ugięcia swobodnego końca próbki i zmianę temperatury na powierzchni jej części pomiarowej.

Norma przewiduje stosowanie symetrycznych i asymetrycznych cykli obciążenia oraz zaleca prowadzenie badań przy częstości obciążeń 30 Hz. Próbę i wcześniejszą klimatyzację próbek powinno się przeprowadzać w znormalizowanych warunkach (23±2 °C i 5Q±5% wilgotności względnej).

Inną metodę badań zmęczeniowych tworzyw sztucznych zaproponował Komitet Wnioskujący ASTM w roku 1972. Jest ona często stosowana, chociaż nie ma statusu normy. Omówimy tę metodę dokładniej, gdyż na niej wzorowane będą próby zmęczeniowe przeprowadzane w ramach niniejszego ćwiczenia.

Proponowana przez ASTM metodą polega na wielokrotnym zginaniu jednostronnie zamocowanej płaskiej próbki wspornikowej. System obciążania próbki polega na kinematycznym wymuszaniu sinusoidalnie zmiennego ugięcia jej swobodnego końca. Amplituda ugięcia jest stałą w trakcie próby.

Rys. 3.4. Schemat badania podczas zginania płaskich próbek wspornikowych (siała amplitud ugięcia): i - dynamometr, 2 -próbka. 3 - rolki wymuszające ugięcie. 4 - uchwyt mocujący próbkę.

5 - dźwignię korbowódu, 6 - nastawny mimośród korbowodu;

A - układ pomiaru i rejestracji temperatury ha powierzchni próbki,

B - układ pomiaru i rejestracji siły zginającej próbkę