Cálculos y ensayos de resistencia en ingeniería mecánica MÉTODOS DE ENSAYO MECÁNICO DE METALES
Métodos de prueba de fatiga
Análisis y pruebas de resistencia en máquina GOST 23026-78.
edificio. Métodos de metales mecánicos y GOST 2860-65.
pruebas. Métodos de ensayo de fatiga en las partes 6L y 6.2
MKS 77.040.10 OKP 00 2500
Por Decreto del Comité Estatal de Normas de la URSS del 30 de noviembre de 1979 No. 4146, se fijó la fecha de introducción
El período de validez fue levantado según el Protocolo No. 2-92 del Consejo Interestatal de Normalización, Metrología y Certificación (IUS 2-93)
Esta norma establece métodos para probar muestras de metales y aleaciones en busca de fatiga:
en tensión - compresión, flexión y torsión;
con ciclos simétricos y asimétricos de tensión o deformación, que cambian según una ley periódica simple con parámetros constantes;
en presencia y ausencia de concentración de estrés;
a temperaturas normales, altas y bajas;
en presencia o ausencia de un ambiente agresivo;
en la región elástica y elastoplástica de alto y bajo ciclo.
Los términos, definiciones y designaciones utilizados en la norma están de acuerdo con GOST 23207-78.
La norma no establece métodos especiales para probar muestras utilizadas en pruebas de resistencia de estructuras sometidas a altas tensiones.
Las secciones 2 a 4 de la norma y el anexo se pueden utilizar para ensayos de fatiga de estructuras y componentes de máquinas.
1. MÉTODOS DE MUESTREO
1.1. Las pruebas de fatiga de metales se llevan a cabo en muestras redondas lisas de los tipos I (Dibujo 1, Tabla 1) y II (Dibujo 2, Tabla 2), así como en muestras rectangulares de los tipos III (Dibujo 3, Tabla 3) y IV (Figura 4, Tabla 4).
Publicación oficial
Prohibida la reproducción
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Edición con Enmienda No. 1, aprobada en diciembre de 1985 (IUS 3-86).
Parte de trabajo de la muestra tipo I.
Mesa 1mm
Parte de trabajo tipo II
G-2
Mesa 2mm
Parte de trabajo de muestra tipo IV
Mesa 4mm
1.2. La sensibilidad del metal a la concentración de tensiones y la influencia de las dimensiones absolutas se determina en muestras de los siguientes tipos:
V - con una ranura anular en forma de V (Fig. 5, Tabla 5-8);
Parte de trabajo de la muestra tipo U
Tabla 5
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Al doblar |
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Tabla 6
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En tensión-compresión |
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Tabla 7
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torsional |
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Tabla 8
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En tensión-compresión |
torsión |
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VI - con cortes laterales simétricos de perfil en forma de V (Fig. 6, Tabla 9);
Parte de trabajo de muestra tipo VI
Tabla 9
VIII - con una ranura anular de perfil circular (Fig. 8, Tabla 11); Parte funcional de la muestra tipo VIII.
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Al crecer | ||||||
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torsión |
||||||
IX - con dos orificios ubicados simétricamente (Fig. 9, Tabla 12);
Parte de trabajo tipo IX
X - con cortes laterales simétricos de un perfil en forma de V (Fig. 10, Tabla 13).
Parte de trabajo de la muestra tipo X
Las dimensiones de las muestras se eligen de tal manera que el parámetro de similitud de falla por fatiga
(L es el perímetro de la sección de trabajo de la muestra o su parte adyacente a la zona de mayor tensión; G es el gradiente relativo de la primera tensión principal).
Al doblar con rotación, torsión y tensión: compresión de muestras de los tipos I, II, V, VIII.
l "d,
durante la flexión en un plano de muestras de tipo III, IV, VI, así como durante la tensión y compresión de muestras de tipo VI L = 2b;
en tensión - compresión de muestras de tipos III, IV, VII, IX, X L = 2h.
1.3. Para ensayos de fatiga de ciclo bajo, se utilizan probetas de tipos II y IV si no hay peligro de pandeo.
Está permitido utilizar muestras de los tipos I y III.
1.4. La parte de trabajo de las muestras debe fabricarse con una precisión de al menos 7º grado GOST 25347-82.
1.5. El parámetro de rugosidad de la superficie de la parte de trabajo de las muestras Ra debe ser de 0,32 a 0,16 micrones según GOST 2789-73.
La superficie debe estar libre de signos de corrosión, incrustaciones, costras de fundición, deslustre, etc. etc., si así no está previsto en los objetivos del estudio.
1.6. La distancia entre las empuñaduras de la máquina de ensayo se elige de manera que se excluya la flexión longitudinal de la muestra y la influencia de las fuerzas en las empuñaduras sobre la tensión en su parte de trabajo.
1.7. Cortar piezas en bruto, marcar y hacer muestras no debería tener un impacto significativo en las propiedades de fatiga del material original. El calentamiento de la muestra durante la fabricación no debe provocar cambios estructurales ni transformaciones físicas y químicas en el metal; los márgenes de procesamiento, los parámetros de modo y la secuencia de procesamiento deben minimizar el endurecimiento por trabajo y excluir el sobrecalentamiento local de las muestras durante el rectificado, así como grietas y otros defectos. La eliminación de las últimas virutas de la parte de trabajo y de los cabezales de muestra se realiza desde una instalación de muestra; Se deben eliminar las rebabas en las caras laterales de las probetas y en los bordes de los cortes. Los espacios en blanco se cortan en lugares con una cierta orientación en relación con la macroestructura y el estado de tensión de los productos.
1.8. Dentro de la serie de pruebas prevista, la tecnología para fabricar muestras a partir del mismo tipo de metales debe ser la misma.
1.9. Medir las dimensiones de la parte funcional de las muestras fabricadas antes de realizar las pruebas no debería causar daños a su superficie.
1.10. La parte de trabajo de la muestra se mide con un error de no más de 0,01 mm.
2.1. Las máquinas de ensayo de fatiga deben garantizar la carga de muestras de acuerdo con uno o más esquemas que se muestran en la Fig. 11-16. Las máquinas de ensayo de fatiga que también realizan pruebas estadísticas de tracción deben cumplir con los requisitos de GOST 1497-84.
2. EQUIPO
Flexión pura durante la rotación de probetas de tipos I, II, V, VIII.
Flexión transversal durante la rotación de probetas de tipos I, II, V, VHI bajo carga en voladizo
Flexión pura en un plano de probetas de tipos I-VIII.
Sección de trabajo de muestra
Flexión transversal en un estiramiento variable repetidamente
planos de muestras de tipos I-VIII compresión de muestras de tipos I-X
bajo carga en voladizo
Sección de trabajo
| Muestra |
Tonterías. 14 Maldita sea. 15
Torsión alterna repetidamente de muestras de los tipos I, II, U, VIII.
2.2. El error de carga total durante la prueba de muestras depende del tipo de máquina y la frecuencia de carga y no debe exceder el rango de 0,2-1,0 de cada rango de carga como porcentaje del valor medido:
± 2% - a /< 0,5 Гц;
± 3% - a 0,5
± 5% - a/> 50 Hz.
Al realizar pruebas en máquinas de hidropulsación y resonancia sin medición de fuerza con galga extensométrica en el rango de 0-0,2 de cada rango de carga, el error de medición de la carga no debe exceder ± 5% de los voltajes especificados.
2.3. El error al medir, mantener y registrar deformaciones durante las pruebas de ciclo bajo no debe exceder ± 3% del valor medido en el rango de 0,2-1,0 de cada rango de carga.
2.4. El error absoluto al medir, mantener y registrar cargas y deformaciones en el rango de 0-0,2 de cada rango no debe exceder los errores absolutos al comienzo de este rango de carga.
2.5. Las cargas (bajo carga suave) o deformaciones (bajo carga dura) deben corresponder a 0,2-0,8 del rango de medición aplicable.
2.6. Al realizar pruebas de tensión o compresión de ciclo bajo y tensión-compresión, las deformaciones de flexión adicionales de la muestra debido a la desalineación de la carga no deben exceder el 5% de las deformaciones de tracción o compresión.
2.7. Al realizar pruebas de fatiga de ciclo bajo, se debe garantizar una medición continua, así como un registro continuo o periódico del proceso de deformación de la parte de trabajo de la muestra.
2.8. Se permite calibrar el equipo de prueba en condiciones estáticas (incluida la desalineación de carga) con evaluación del componente dinámico del error mediante cálculo o métodos indirectos.
3. PRUEBAS
3.1. Al analizar muestras, se permite la carga blanda y dura.
3.2. Dentro de la serie de pruebas prevista, todas las muestras se cargan de la misma manera y se prueban en el mismo tipo de máquinas.
3.3. Las pruebas de las muestras se llevan a cabo de forma continua hasta que se forma una grieta de un tamaño determinado, se destruye por completo o hasta un número básico de ciclos.
Se permiten pausas en las pruebas, teniendo en cuenta las condiciones de su realización y una evaluación obligatoria del impacto de las pausas en los resultados de las pruebas.
(Edición modificada, Enmienda No. 1).
3.4. Durante las pruebas de muestras, se controla la estabilidad de las cargas especificadas (deformaciones).
3.5. Se realiza el ensayo de una serie de muestras idénticas bajo ciclos asimétricos:
o al mismo ciclo promedio de tensiones (deformaciones) para todas las muestras;
o con el mismo coeficiente de asimetría de ciclo para todas las muestras.
3.6. Para construir una curva de distribución de durabilidad y estimar el valor promedio y la desviación estándar del logaritmo de durabilidad a un nivel de tensión dado, se prueba una serie de al menos 10 muestras idénticas hasta su completa destrucción o formación de macrofisuras.
3.7. Pruebas de fatiga de ciclo alto
3.7.1. Los principales criterios de falla al determinar los límites de resistencia y construir curvas de fatiga son la destrucción completa o la aparición de macrofisuras de un tamaño determinado.
3.7.2. Para construir una curva de fatiga y determinar el límite de resistencia correspondiente a un 50% de probabilidad de falla, se ensayan al menos 15 muestras idénticas.
En el rango de tensión de 0,95 a 1,05 del límite de resistencia, correspondiente a una probabilidad de destrucción del 50%, se deben probar al menos tres muestras y al menos la mitad de ellas no deben fallar antes de la base de prueba.
3.7.3. Se acepta la base de prueba para determinar los límites de resistencia:
10 10 6 ciclos: para metales y aleaciones que tienen una sección casi horizontal en la curva de fatiga;
100 10 6 ciclos: para aleaciones ligeras y otros metales y aleaciones, las ordenadas de las curvas de fatiga a lo largo de toda la longitud disminuyen continuamente a medida que aumenta el número de ciclos.
Para pruebas comparativas, la base para determinar los límites de resistencia es 3 10^ y 10 10^ ciclos, respectivamente.
3.7.4. Para construir una familia de curvas de fatiga basada en el parámetro de probabilidad de fractura, construir una curva de distribución del límite de resistencia y estimar el valor promedio y la desviación estándar del límite de resistencia, se prueba una serie de al menos 10 muestras idénticas en cada uno de los 4 -6 niveles de estrés.
3.7.5. De 10 a 300 Hz, la frecuencia del ciclo no está regulada si las pruebas se llevan a cabo en condiciones atmosféricas normales (según GOST 15150-69) y si la temperatura de la parte de trabajo de la muestra durante la prueba no supera los 50 °C. .
Para muestras hechas de aleaciones de bajo punto de fusión y otras aleaciones que presentan cambios en las propiedades mecánicas hasta una temperatura de 50 °C, la temperatura de prueba permitida se establece por separado.
3.8. Ensayos de fatiga de ciclos bajos (con durabilidad de hasta 5 1(I ciclos*)
3.8.1. El principal tipo de carga durante las pruebas es la tensión-compresión.
3.8.2. El nivel superior de frecuencias de prueba se limita a valores que excluyen el autocalentamiento de la muestra por encima de 50 °C para aleaciones ligeras y por encima de 100 °C para aceros.
En todos los casos, la frecuencia del ciclo se indica al informar los resultados de la prueba.
Para registrar diagramas de deformación, durante las pruebas se permite cambiar a frecuencias más bajas que correspondan a la resolución y precisión requeridas de los instrumentos para medir y registrar tensiones y deformaciones cíclicas.
3.8.3 Al ensayar muestras de tracción-compresión de los tipos II y IV, las mediciones de deformación deberían realizarse en la dirección longitudinal.
Al ensayar probetas de los tipos I y III, se permite medir las deformaciones en la dirección transversal.
Nota: Para convertir aproximadamente la deformación transversal en deformación longitudinal, use la fórmula
E prod - ^ (e y) a través ^ (E p) a través '
donde (Ey) trans es la componente elástica de la deformación transversal;
(Ep)per - componente plástico de deformación transversal.
3.9. Pruebas a temperaturas elevadas y reducidas.
3.9.1. Los ensayos a temperaturas elevadas y reducidas se realizan bajo los mismos tipos de deformación y las mismas muestras que a temperatura normal.
* El número de ciclos 5 ■ 10 4 es el límite convencional de fatiga de ciclos bajos y altos. Este valor para aceros y aleaciones dúctiles caracteriza el número medio de ciclos para la zona de transición de deformación cíclica elastoplástica a elástica. Para aleaciones altamente plásticas, la zona de transición se desplaza hacia una mayor durabilidad, para aleaciones quebradizas, hacia una menor durabilidad.
3.9.3. La temperatura de prueba de las muestras se controla según la calibración dinámica de la diferencia de temperatura entre la muestra y el espacio del horno. La calibración de la temperatura se realiza teniendo en cuenta la influencia de la duración de la prueba. Durante la calibración, los termopares se fijan a la muestra.
3.9.4. Los termopares se verifican antes y después de las pruebas según GOST 8.338-2002. Cuando se realizan pruebas en bases de más de 10 7 ciclos, también se realiza una verificación intermedia de termopares.
3.9.5. La desigualdad en la distribución de la temperatura a lo largo de la parte de trabajo al probar muestras lisas de los tipos II y IV no debe exceder el 1% por 10 mm de la temperatura de prueba especificada. Al probar muestras lisas de los tipos I, III y muestras con concentradores de tensiones, la desigualdad en la distribución de la temperatura se regula a una distancia de ± 5 mm de la sección transversal mínima de la muestra. La desviación de la temperatura establecida no debe exceder el 2%.
3.9.6. Durante las pruebas, las desviaciones de temperatura permitidas en la parte de trabajo de la muestra en °C no deben exceder los siguientes límites:
hasta 600 inclusive.........±6;
Calle. 601 a 900 "............±8;
» 901 » 1200 »............±12.
3.9.7. La carga de las muestras se realiza después de que el régimen térmico establecido del sistema "horno de muestras" haya alcanzado la temperatura especificada de la muestra.
3.9.8. La base de prueba se acepta de acuerdo con el párrafo 3.7.3 de esta norma.
3.9.9. Para comparar los resultados, las pruebas de una serie dada de muestras se llevan a cabo con la misma frecuencia y base, a menos que el propósito de las pruebas sea estudiar la influencia de la frecuencia de carga. Los informes de prueba indican no solo el número de ciclos completados, sino también el tiempo total de prueba para cada muestra.
3.10. Pruebas en ambientes agresivos
3.10.1. Los ensayos en ambientes agresivos se realizan bajo los mismos tipos de deformación y sobre las mismas muestras que en ausencia de ambiente agresivo. Se permite realizar pruebas simultáneas de un grupo de muestras con registro del momento de destrucción de cada una.
3.10.2. La muestra debe estar expuesta continuamente a un ambiente agresivo gaseoso o líquido.
3.10.3. Al realizar pruebas en un ambiente agresivo, se debe garantizar la estabilidad de los parámetros del ambiente agresivo y su interacción con la superficie de la muestra. Los requisitos para la frecuencia del seguimiento de la composición de un entorno agresivo están determinados por la composición del entorno y los objetivos del estudio.
3.10.4. Para comparar los resultados, las pruebas de una serie dada de muestras se llevan a cabo con la misma frecuencia y base, a menos que el propósito de las pruebas sea estudiar la influencia de la frecuencia de carga.
3.9-3.9.9,3.10-3.10.4. (Introducida adicionalmente, Enmienda No. 1).
4. RESULTADOS DEL PROCESAMIENTO
4.1. Con base en los resultados de las pruebas de fatiga se realiza lo siguiente:
construir una curva de fatiga y determinar el límite de resistencia correspondiente a un 50% de probabilidad de falla;
construir diagramas de tensiones límite y amplitudes límite;
construir una curva de fatiga en la región de ciclo bajo;
construir diagramas de deformación elastoplástica y determinar sus parámetros;
construcción de curvas de fatiga en base al parámetro de probabilidad de falla;
determinación del límite de resistencia para un nivel determinado de probabilidad de destrucción;
determinación del valor promedio y la desviación estándar del logaritmo de durabilidad a un nivel dado de tensión o deformación;
determinación del valor medio y la desviación estándar del límite de resistencia.
Las características especificadas de la resistencia a la fatiga del metal se determinan para varias etapas de desarrollo de macrofisuras y (o) destrucción completa.
4.2. Procesamiento de resultados de pruebas de fatiga de ciclo alto.
4.2.1. Los datos iniciales y los resultados de cada prueba de muestra se registran en el informe de prueba (Apéndices 1 y 2), y los resultados de las pruebas de una serie de muestras idénticas se registran en el informe de prueba consolidado (Apéndices 3 y 4).
4.2.2. Las curvas de fatiga se trazan en coordenadas semilogarítmicas (o max; lgN o o a; lg/V) o coordenadas logarítmicas dobles (lg o max; lg/V o lg o a; lg/V).
4.2.3. Las curvas de fatiga para ciclos asimétricos se trazan para una serie de muestras idénticas ensayadas con las mismas tensiones promedio o con los mismos coeficientes de asimetría.
4.2.4. Las curvas de fatiga basadas en los resultados de probar un volumen limitado de muestras (cláusula 3.7.2) se construyen mediante interpolación gráfica de resultados experimentales o mediante el método de mínimos cuadrados.
4.2.5. Para construir curvas de distribución de durabilidad y límites de resistencia, estimar valores promedio y desviaciones estándar, así como construir una familia de curvas de fatiga basadas en el parámetro de probabilidad de falla, los resultados de las pruebas se someten a procesamiento estadístico (Apéndices 5-7).
4.2.6. Los diagramas de tensiones límite y amplitudes límite se construyen utilizando una familia de curvas de fatiga obtenidas a partir de los resultados de probar al menos tres o cuatro series de muestras idénticas con diferentes tensiones promedio o coeficientes de asimetría del ciclo de tensiones para cada serie.
4.3. Procesamiento de resultados de pruebas de fatiga de ciclo bajo.
4.3.1. Los resultados se procesan como se indica en la cláusula 4.2.4.
4.3.2. Los datos iniciales y los resultados de las pruebas de cada muestra se registran en el informe de prueba, y los resultados de las pruebas de una serie de muestras idénticas se registran en el informe de prueba consolidado (Apéndices 8 y 9).
4.3.3. Según los resultados de las pruebas de muestras bajo cargas severas, las curvas de fatiga se trazan en coordenadas logarítmicas dobles (Fig. 17):
amplitud de la deformación total E a - el número de ciclos hasta la formación de una grieta N T o hasta la destrucción N;
amplitud de la deformación plástica g ra - el número de ciclos correspondiente a la mitad del número de ciclos antes de la formación de una grieta N T o antes de la destrucción N.
Notas:
1. La amplitud de la deformación plástica E pa se determina como la mitad del ancho del bucle de histéresis elastoplástica gr o como la diferencia entre la amplitud especificada de la deformación total y la amplitud de la deformación elástica determinada a partir de la carga medida, la tensión correspondiente y la elasticidad módulo del material.
2. La amplitud de la deformación plástica E pa en un número de ciclos correspondiente a la mitad del número de ciclos, antes de la formación de una grieta o antes de la falla, se determina interpolando los valores de amplitud en un número de ciclos preseleccionado cercano a los esperados.
Curvas de fatiga bajo carga dura Curva de fatiga bajo carga suave
Che R t - 17 Maldita sea. 18
4.3.4. Según los resultados de las pruebas bajo carga suave, se construye lo siguiente:
curva de fatiga en coordenadas semilogarítmicas o logarítmicas dobles: amplitud de tensión o a - número de ciclos antes de la formación de grietas N T o falla N (Fig. 18);
dependencia de la amplitud de las deformaciones plásticas (la mitad del ancho del bucle de histéresis) gr del número de semiciclos de carga K en términos del parámetro de amplitud de tensión en el coeficiente de asimetría del ciclo de tensión seleccionado (Fig. 19).
Dependencia de la amplitud de las deformaciones plásticas del número de semiciclos de carga.
a - para ablandar material cíclicamente; b para un material estabilizado cíclicamente; c - para material que se endurece cíclicamente
PROTOCOLO
prueba de muestra (apéndice del protocolo consolidado No.__)
Propósito de la prueba_
Máquina: tipo_, No._
Tensiones de ciclo:
máximo_, promedio_, amplitud_
Cargas (número de divisiones en la báscula de carga):
máximo_, promedio_, amplitud_
Indicaciones de instrumentos que registran la axialidad de la carga o el descentramiento de la muestra:
al comienzo de la prueba_
al final de la prueba_
Número de ciclos completados_
Frecuencia de carga_
Criterio de falla_
Las pruebas fueron realizadas por _
Jefe de laboratorio _
prueba de muestra (apéndice del protocolo consolidado No._)
Propósito de la prueba_
Ejemplo: código_, dimensiones transversales_
Máquina: tipo_, No._
Deformación del ciclo:
máximo_, promedio_, amplitud_
Número de divisiones en el indicador de deformación: máximo_
promedio_, amplitud_
Indicaciones de instrumentos que registran la axialidad de la carga:_
dispositivo No. 1_, dispositivo No. 2_, dispositivo No. 3
Lecturas del contador (fecha y hora):
al comienzo de la prueba_
al final de la prueba_
Número de ciclos completados_
Frecuencia de carga_
Criterio de falla_
Pruebas realizadas
jefe de laboratorio
Propósito de la prueba___
Material:
hacer y condición_
dirección de la fibra_
Condiciónes de la prueba:
tipo de carga_
base de prueba__
frecuencia de carga_
Criterio de falla_
Tipo de muestras y dimensiones nominales de su sección transversal.
Condición de la superficie_
Maquina de pruebas:
Fecha de la prueba:
inicio de la prueba de la primera muestra_, fin de la prueba
última muestra_
jefe de laboratorio
Propósito de la prueba___
Material:
hacer y condición_
dirección de la fibra_
tipo de pieza de trabajo (para formas complejas, se incluye un plan de corte de muestra)
Condiciónes de la prueba:
tipo de deformación_
base de prueba___
frecuencia de carga_
Criterios de destrucción_
tipo de probetas y dimensiones nominales de la sección transversal_
condición de la superficie_
Maquina de pruebas:
Fecha de la prueba:
inicio de la prueba de la primera muestra_, fin de la prueba de la última muestra
Responsable de probar esta serie de muestras.
jefe de laboratorio
CONSTRUCCIÓN DE UNA CURVA DE DISTRIBUCIÓN DE DURABILIDAD Y ESTIMACIÓN DEL VALOR PROMEDIO Y DESVIACIÓN CUADRADA RMSE DEL LOGARITMO DE DURABILIDAD
Los resultados de la prueba de una serie de n muestras a un nivel de voltaje constante se organizan en una serie de variación en orden de durabilidad creciente.
nl En la tabla se muestran series similares para muestras hechas de aleación de aluminio de grado B95, ensayadas bajo flexión en voladizo con rotación hasta su destrucción completa en seis niveles de tensión. 1. Las curvas de distribución de durabilidad (P-N) se trazan en papel de probabilidad correspondiente a una ley de distribución lognormal u otra ley de distribución. Los valores de durabilidad de la muestra N se representan a lo largo del eje de abscisas y los valores de la probabilidad de destrucción de las muestras (frecuencias acumuladas) se representan a lo largo del eje de ordenadas, calculados mediante la fórmula p yo - 0,5 p ' donde i es el número de muestra en la serie de variación; n es el número de muestras analizadas. Si no todas las muestras de la serie fallan en el nivel de tensión considerado, entonces sólo la parte inferior de la curva de distribución se traza hasta la durabilidad base. El dibujo en papel de probabilidad logarítmicamente normal muestra una familia de curvas de distribución P-N construidas de acuerdo con los datos de la Tabla. 1. tabla 1 Serie de variación del número de ciclos antes de fallar de muestras fabricadas en aleación B95. al máximo, kgf/mm 2 (MPa) * Las muestras no colapsaron. Curvas de distribución de durabilidad para muestras fabricadas con aleación B95. 10*2 3 8 6810 s 2 38 6810 mi 2 38 6810 9 2 3 8 6810 mi N 1 - a máx = 33 kgf/mm 2 (330 MPa); 2- a máx = 28,5 kgf/mm2 (285 MPa); 3- a máx = 25,4 kgf/mm2 (254 MPa); 4- a máx = 22,8 kgf/mm2 (228 MPa); 5- a máx = 21 kgf/mm2 (210 MPa); 6- a máx = 19 kgf/mm 2 (190 MPa) Se realiza una evaluación del valor promedio a y la desviación estándar o del logaritmo de durabilidad para los niveles de tensión en los que fallaron todas las muestras de la serie. El valor promedio muestral de lg N y la desviación estándar muestral del logaritmo de la durabilidad de las muestras (S lg d,) se calculan mediante las fórmulas: En mesa Como ejemplo, la Figura 2 muestra el cálculo de log N y 5j g d para muestras hechas de aleación de grado V95, ensayadas a una tensión máxima = 28,5 kgf/mm 2 (285 MPa) (consulte la Tabla 1). Tabla 2 X(lg^)2 = 526,70. 526,70 - ^ ■ 10524,75 El volumen de una serie de muestras n se calcula mediante la fórmula n>^-Z\_o-A 2 2 donde y es el coeficiente de variación del valor x = log/V; D a y D a - errores relativos máximos para la probabilidad de confianza P - 1-a al estimar el valor promedio y la desviación estándar del valor x = log/V, respectivamente; a es la probabilidad de cometer un error de tipo I; Z | _ y - cuantil de la distribución normal normalizada, la probabilidad correspondiente P = 1 - tg 2 2 (los valores de los cuantiles más utilizados se dan en la Tabla 3). Los valores de error se eligen dentro del rango D a = 0,02-0,10 y D a = 0,1-0,5, la probabilidad de un error de tipo I a se considera 0,05-0,1. Tabla 3 CONSTRUCCIÓN DE UNA FAMILIA DE CURVAS DE FATIGA SEGÚN EL PARÁMETRO PROBABILIDAD DE DESTRUCCIÓN Para construir una familia de curvas de fatiga, es aconsejable realizar pruebas en cuatro a seis niveles de tensión. El nivel mínimo debe seleccionarse de modo que aproximadamente del 5% al 15% de las muestras ensayadas a ese nivel de tensión fallen antes del número base de ciclos. En el siguiente nivel de tensión (en orden ascendente), entre el 40% y el 60% de las muestras deberían fallar. El nivel de tensión máximo se selecciona teniendo en cuenta el requisito de longitud de la rama izquierda de la curva de fatiga (N > 5 ■ 10 4 ciclos). Los niveles restantes se distribuyen uniformemente entre los niveles de tensión máximo y mínimo. Los resultados de las pruebas para cada nivel de tensión se organizan en series de variación, sobre la base de las cuales se construye una familia de curvas de distribución de durabilidad en coordenadas P-N (Apéndice 7). Se fijan los valores de la probabilidad de destrucción y, a partir de las curvas de distribución de durabilidad, se construye una familia de curvas de fatiga de igual probabilidad. El dibujo muestra las curvas de fatiga de muestras fabricadas con aleación grado V95 para una probabilidad de falla P = 0,5; 0,10; 0,01, según gráficos. El número mínimo requerido de muestras para construir una familia de curvas de fatiga se determina dependiendo de la probabilidad de confianza P l = 1-a y el error relativo máximo Ap al estimar el límite de resistencia para una probabilidad dada P con base en la fórmula ■ Zj-a ■ f(r) , donde y es el coeficiente de variación del límite de resistencia; Cuantil Z de la distribución normal normalizada; Ф (р) es una función que depende de la probabilidad, para la cual se determina el límite de resistencia. Los valores de esta función, encontrados mediante modelado estadístico, se dan en la tabla. Curvas de fatiga de muestras fabricadas con aleación B95. CONSTRUCCIÓN DE LA CURVA DE DISTRIBUCIÓN DEL LÍMITE DE RESISTENCIA Y ESTIMACIÓN DE SU VALOR MEDIO Y DESVIACIÓN CUADRADA RMSE Para construir la curva de distribución del límite de resistencia, se prueban muestras en seis niveles de tensión. Se elige el nivel de voltaje más alto de modo que todas las muestras a este voltaje fallen en un número básico de ciclos. El valor de tensión máxima se toma (1,3-1,5) del valor límite de resistencia para P-0,5. Los cinco niveles restantes están distribuidos de tal manera que en el nivel medio se destruye alrededor del 50%, en dos niveles altos - 70%-80% y al menos 90%, y en dos niveles bajos - no más del 10% y 20%. %-30%, respectivamente. El valor de la tensión de acuerdo con una determinada probabilidad de falla se selecciona basándose en un análisis de los datos disponibles para materiales similares o mediante pruebas preliminares. Después de las pruebas, los resultados se presentan en forma de series de variación, a partir de las cuales se construyen curvas de distribución de durabilidad según el método descrito en el Apéndice 5. Con base en las curvas de distribución de durabilidad, se construye una familia de curvas de fatiga para una serie de probabilidades de falla (Apéndice 8). Para ello es recomendable utilizar probabilidades de 0,01, 0,10, 0,30, 0,50, 0,70, 0,90 y 0,99. A partir de estas curvas de fatiga se determinan los correspondientes valores límite de resistencia. El límite de resistencia para la probabilidad de falla P = 0,01 se encuentra extrapolando gráficamente la curva de fatiga correspondiente al número base de ciclos. Los valores encontrados de los límites de resistencia se trazan en un gráfico con las coordenadas: probabilidad de falla en una escala correspondiente a la distribución normal - límite de resistencia en kgf/mm 2 (MPa). Se traza una línea a través de los puntos construidos, que representa una evaluación gráfica de la función de distribución del límite de resistencia. El rango de variación del límite de resistencia se divide en 8-12 intervalos, los valores promedio del límite de resistencia y su desviación estándar se determinan mediante las fórmulas: X AR g st y. ; donde a R es el valor medio del límite de resistencia; S„ - desviación estándar del límite de resistencia; Std: el valor del límite de resistencia en la mitad del intervalo; I - número de intervalos; A Pi: incremento de probabilidad dentro de un intervalo. A modo de ejemplo, nos basamos en los resultados de las pruebas de flexión en voladizo con rotación de 100 muestras de aleación de aluminio grado AB, que se presentan en la Tabla. 1, construya una función de distribución de los límites de resistencia para una base de 5 ■ 10 7 ciclos y determine el valor promedio y la desviación estándar. A partir de las series de variación (Tabla 1) se construyen curvas de distribución de durabilidad (Figura 1). Valores de durabilidad para muestras de aleaciones AB. tabla 1 al máximo, kgf/mm 2 (MPa) * Las muestras no colapsaron. Haciendo secciones horizontales de las curvas de distribución de durabilidad (Fig. 1) para niveles de probabilidad P = 0,01, 0,10, 0,30, 0,50, 0,70, 0,90, 0,99 (o 1,10, 30, 50, 70, 90, 99%), encuentre la durabilidad correspondiente a valores de tensión dados, sobre la base de los cuales se construyen curvas de fatiga de acuerdo con el parámetro de probabilidad de falla (Fig. 2). Curvas de distribución de durabilidad para muestras fabricadas con aleación AB. 1 - Caja, = 16,5 kgf/mm 2 (165 MPa); 2 - = 13,5 kgf/mm2 (135 MPa); 3- a máx = 12,5 kgf/mm2 (125 MPa); 4- amáx = 12,0 kgf/mm2 (120 MPa); 5- Caja = 11,5 kgf/mm2 (115 MPa); 6- = 11,0 kgf/mm2 (110 MPa) Curvas de fatiga para muestras fabricadas con aleación AB para diferentes probabilidades de falla. 1 - P = 1%; 2- P = 10%; 3-Р= 30%; 4-P= 50%; 5-P= 70%; 6-P= 90%; 7- P= 99% Los valores de los límites de resistencia para una base de 5 ■ 10 7 ciclos se toman de los gráficos (Fig. 2). Los valores de los límites de resistencia se dan en la tabla. 2. Según los resultados dados en la tabla. 2, construya una curva de distribución de resistencia (Fig. 3). Tabla 2 Valores de límites de resistencia limitados para muestras fabricadas con aleación de grado AB (base 5 - 10 7 ciclos) Curva de distribución del límite de resistencia limitada de muestras hechas de aleación AB (base 5 - 10 7 ciclos) Para determinar el valor promedio del límite de resistencia y su desviación estándar, el rango de variación del límite de resistencia se divide en 10 intervalos de 0,5 kgf/mm 2 (5 MPa). El cálculo de estas características de acuerdo con las fórmulas dadas se presenta en la tabla. 3. El volumen requerido de ensayos de fatiga para construir la curva de distribución del límite de resistencia se determina utilizando la fórmula del Apéndice 6. Tabla 3 Cálculo del valor medio y la desviación estándar del límite de resistencia limitada de muestras de una aleación AB. Límites de intervalo, Mitad del intervalo Valor de probabilidad (4_l) ,■ ■ ¡Oh.! [(h_1> , ■ - 4_ll 2 (a /, kgf/mm 2 (MPa) en los límites del intervalo 12,106 kgf/mm2 (121,06 MPa); ^ D P i [(st_ 1) g - - o_ 1 ] 2 = 0,851; Sn = ^Gp5G = 0,922 kgf/mm2 (9,22 MPa) PROTOCOLO No. prueba de muestra (anexo al protocolo consolidado No. Propósito de la prueba_ Muestra: cifrado material_ dureza_ Tipo de máquina Tensiones de ciclo: máximo_ Deformaciones del ciclo: máximo_ promedio_ Lecturas del contador (fecha y hora): al comienzo de la prueba_ al final de la prueba_ dimensiones transversales Tratamiento térmico_ Microdureza_ Escala de registro: deformación (mm/%) carga (mm/MN)_ mínimo amplitud mínimo amplitud El número de ciclos transcurridos antes de que se forme una microfisura de longitud. Número de ciclos completados antes del fallo Frecuencia de carga_ Lecturas del medidor al comienzo del turno al final del turno Número de ciclos (tiempo) completados por la muestra por turno Firma y fecha quien pasó su turno quien se hizo cargo del turno Nota Las pruebas fueron realizadas por_ jefe de laboratorio PROTOCOLO CONSOLIDADO No._ Propósito de la prueba___ Material: hacer y condición_ dirección de la fibra_ tipo de pieza de trabajo (para formas complejas, se incluye un plan de corte de muestra) Características mecánicas_ Condiciónes de la prueba: tipo de carga_ tipo de carga_ temperatura de prueba_ frecuencia de carga_ tipo de muestra y dimensiones nominales de la sección transversal condición de la superficie_ Maquina de pruebas: Fecha de la prueba: inicio de la prueba de la primera muestra_ fin de la prueba de la última muestra Responsable de probar esta serie de muestras. jefe de laboratorio Los métodos para determinar las propiedades mecánicas de los metales se dividen en: Al probar la resistencia a la tracción, se determinan la resistencia a la tracción (σ in), el límite elástico (σ t), el alargamiento relativo (δ) y la contracción relativa (ψ). Las pruebas se llevan a cabo en máquinas de ensayo de tracción utilizando muestras estándar con área de sección transversal Fo y longitud de trabajo (calculada) lo. Como resultado de los ensayos se obtiene un diagrama de tracción (Fig. 1). El eje de abscisas indica el valor de la deformación y el eje de ordenadas indica el valor de la carga que se aplica a la muestra. Arroz. 1. Diagrama de tensión Cabe señalar que cuando se estira, la muestra se alarga y su sección transversal disminuye continuamente. La tensión verdadera se determina dividiendo la carga que actúa en un momento determinado entre el área que tiene la muestra en ese momento. En la práctica diaria, no se determinan las tensiones verdaderas, sino que se utilizan tensiones condicionales, suponiendo que la sección transversal Fo de la muestra permanece sin cambios. El límite elástico (σ t) es la carga a la que se produce la deformación plástica, relacionada con el área de la sección transversal inicial de la muestra (Рт/Fo). Sin embargo, durante las pruebas de tracción, la mayoría de las aleaciones no tienen límites de fluencia en los diagramas. Por lo tanto, se determina el límite elástico condicional (σ 0,2), la tensión a la que corresponde una deformación plástica del 0,2%. El valor seleccionado del 0,2% caracteriza con bastante precisión la transición de deformaciones elásticas a plásticas. Las características del material también incluyen el límite elástico (σ pr), que significa la tensión a la que la deformación plástica alcanza un valor determinado. Normalmente se utilizan valores de deformación residual de 0,005; 0,02; 0,05%. Por tanto, σ 0,05 = Ppr / Fo (Ppr es la carga a la que el alargamiento residual es del 0,05%). Límite de proporcionalidad σ pc = Ppc / Fo (Ppc es la carga máxima bajo cuya acción aún se cumple la ley de Hooke). La plasticidad se caracteriza por el alargamiento relativo (δ) y la contracción relativa (ψ): δ = [(lk - lo)/lo]∙100% ψ = [(Fo – Fk)/Fo]∙100%, donde lk es la longitud final de la muestra; lo y Fo son la longitud inicial y el área de la sección transversal de la muestra; Fk es el área de la sección transversal en el sitio de ruptura. Para materiales de baja plasticidad, las pruebas de tracción son difíciles, ya que pequeñas distorsiones durante la instalación de la muestra introducen un error significativo en la determinación de la carga de rotura. Estos materiales suelen estar sujetos a pruebas de flexión. Regulaciones: La dureza es la capacidad de un material para resistir la penetración de otro cuerpo más duro, un indentador. La dureza del material se determina mediante los métodos Brinell, Rockwell, Vickers y Shore (Fig. 2). Arroz. 2. Esquemas para determinar la dureza según Brinell (a), Rockwell (b) y Vickers (c) La dureza Brinell de un metal se indica con las letras HB y un número. Para convertir el número de dureza al sistema SI, utilice el coeficiente K = 9,8 · 106, por el cual se multiplica el valor de dureza Brinell: HB = HB K, Pa. No se recomienda el uso del método de dureza Brinell para aceros con una dureza superior a HB 450 y metales no ferrosos con una dureza superior a 200 HB. Para varios materiales, se ha establecido una correlación entre la resistencia máxima (en MPa) y el número de dureza HB: σ en ≈ 3,4 HB - para aceros al carbono laminados en caliente; σ en ≈ 4,5 HB - para aleaciones de cobre, σ en ≈ 3,5 HB - para aleaciones de aluminio. La determinación de la dureza mediante el método Rockwell se realiza presionando un cono de diamante o una bola de acero en el metal. El dispositivo Rockwell tiene tres escalas: A, B, C. El cono de diamante se utiliza para probar materiales duros (escalas A y C) y la bola se utiliza para probar materiales blandos (escala B). Dependiendo de la escala, la dureza se designa con las letras HRB, HRC, HRA y se expresa en unidades especiales. Al medir la dureza mediante el método Vickers, se presiona una pirámide de diamante tetraédrica en la superficie del metal (que se muele o se pule). Este método se utiliza para determinar la dureza de piezas delgadas y capas superficiales delgadas que tienen una dureza alta (por ejemplo, después de la nitruración). La dureza Vickers se denomina HV. La conversión del número de dureza HV al sistema SI se realiza de forma similar a la conversión del número de dureza HB. Cuando se mide la dureza mediante el método Shore, una bola con un penetrador cae sobre la muestra, perpendicular a su superficie, y la dureza se determina por la altura del rebote de la bola y se denomina HS. Método Kuznetsov-Herbert-Rehbinder: la dureza está determinada por el tiempo de amortiguación de las oscilaciones de un péndulo, cuyo soporte es el metal en estudio. La resistencia al impacto caracteriza la capacidad de un material para resistir cargas dinámicas y la tendencia resultante a la fractura frágil. Para las pruebas de impacto, se fabrican muestras especiales con una muesca, que luego se destruyen con un destornillador de impacto pendular (Fig. 3). Utilizando la escala del martinete de péndulo, se determina el trabajo K gastado en la destrucción y se calcula la característica principal obtenida como resultado de estas pruebas: la resistencia al impacto. Está determinada por la relación entre el trabajo de destrucción de la muestra y su área de sección transversal y se mide en MJ/m 2. Para designar la resistencia al impacto, use las letras KS y agregue una tercera, que indica el tipo de corte en la muestra: U, V, T. La notación KCU significa la resistencia al impacto de una muestra con una muesca en forma de U, KCV - con una muesca en forma de V y KCT, con una grieta creada en la base del corte. El trabajo de destrucción de una muestra durante los ensayos de impacto contiene dos componentes: el trabajo de iniciación de grieta (Az) y el trabajo de propagación de grieta (Ar). La determinación de la resistencia al impacto es especialmente importante para los metales que operan a bajas temperaturas y exhiben una tendencia a la fragilidad en frío, es decir, una disminución en la resistencia al impacto a medida que disminuye la temperatura de funcionamiento. Arroz. 3. Esquema de un martinete pendular y muestra de impacto. Al realizar pruebas de impacto en muestras entalladas a bajas temperaturas, se determina el umbral de fragilidad en frío, que caracteriza el efecto de una disminución de la temperatura sobre la tendencia del material a fracturarse por fragilidad. Durante la transición de una fractura dúctil a una frágil, se observa una fuerte disminución de la resistencia al impacto en el rango de temperatura, lo que se denomina umbral de temperatura de fragilidad en frío. En este caso, la estructura de la fractura cambia de mate fibrosa (fractura dúctil) a brillante cristalina (fractura frágil). El umbral de fragilidad en frío se designa por un rango de temperatura (tb. – txr.) o una temperatura t50, en la que se observa el 50% del componente fibroso en la fractura de la muestra o el valor de la resistencia al impacto se reduce a la mitad. La idoneidad de un material para funcionar a una temperatura determinada se juzga por el margen de temperatura de viscosidad, que está determinado por la diferencia entre la temperatura de funcionamiento y la temperatura de transición de fragilidad en frío, y cuanto mayor es, más confiable es el material. La fatiga es el proceso de acumulación gradual de daños en un material bajo la influencia de tensiones alternas repetidas, que conducen a la formación de grietas y destrucción. La fatiga del metal es causada por la concentración de tensiones en sus volúmenes individuales (en lugares de acumulación de inclusiones no metálicas y de gas, defectos estructurales). La capacidad de un metal para resistir la fatiga se llama resistencia. Las pruebas de fatiga se llevan a cabo en máquinas para la flexión alternada repetida de una muestra en rotación, fijada en uno o ambos extremos, o en máquinas para prueba de tensión-compresión, o para torsión alternada repetida. Como resultado de las pruebas se determina el límite de resistencia, que caracteriza la resistencia del material a la fatiga. El límite de fatiga es la tensión máxima bajo la cual no ocurre falla por fatiga después de un número básico de ciclos de carga. El límite de resistencia se denota por σ R, donde R es el coeficiente de asimetría del ciclo. Para determinar el límite de resistencia se analizan al menos diez muestras. Cada muestra se prueba con un solo esfuerzo hasta la falla o con un número base de ciclos. El número básico de ciclos debe ser de al menos 107 cargas (para acero) y 108 (para metales no ferrosos). Una característica importante de la resistencia estructural es la capacidad de supervivencia bajo cargas cíclicas, que se entiende como la duración del funcionamiento de una pieza desde el momento en que se inicia la primera grieta de fatiga macroscópica de 0,5...1 mm de tamaño hasta su destrucción final. La capacidad de supervivencia es de particular importancia para la confiabilidad operativa de los productos, cuyo funcionamiento sin problemas se mantiene mediante la detección temprana y la prevención de un mayor desarrollo de grietas por fatiga. 1. Prueba de tracción Estas pruebas determinan características tales como los límites de proporcionalidad, elasticidad, resistencia y ductilidad de los metales. En una prueba de tracción, la muestra se estira bajo la acción de una carga que aumenta gradualmente y se lleva hasta el punto de falla. El diagrama de tracción en las coordenadas “carga P - alargamiento?l” refleja secciones y puntos característicos. En la sección 0 - P pts, el alargamiento de la muestra aumenta en proporción directa al aumento de la carga. Cuando la carga aumenta por encima de Pc, en la sección de control Pc - P, se viola la proporcionalidad directa, pero la deformación sigue siendo reversible. En la zona por encima del punto P vpr se producen deformaciones residuales notables y la curva de tracción se desvía significativamente de la línea recta. Bajo carga Pt, aparece una sección horizontal del diagrama: la meseta de fluencia T-T 1. No hay meseta de fluencia en las curvas de tracción de los metales frágiles. Por encima del punto Pt, la carga aumenta hasta el punto A, correspondiente a la carga máxima P in, después del cual comienza a caer, asociado con la formación de adelgazamiento local de la muestra. Luego la carga cae al punto B, donde falla la muestra. Diagrama de tracción de una muestra de material plástico. El límite elástico en control es la tensión a la que las deformaciones plásticas alcanzan por primera vez un valor pequeño determinado, caracterizado por una cierta tolerancia: donde P control es la tensión correspondiente al límite elástico, N. Resistencia última y - tensión igual a la relación entre la carga más grande que precede a la destrucción de la muestra y su área de sección transversal original: donde Pv es la tensión correspondiente a la resistencia a la tracción, N. El alargamiento relativo d se encuentra como la relación entre el aumento en la longitud de la muestra después de la ruptura y su longitud calculada original, expresada como porcentaje: donde l k es la longitud de la muestra después de la rotura, mm; l 0 - longitud estimada (inicial) de la muestra, mm. 2. Métodos para determinar la dureza. El método más común para determinar la dureza de materiales metálicos es el método de indentación, en el que otro cuerpo más duro se presiona contra la superficie de prueba bajo la acción de una carga estática constante. En la superficie del material queda una huella, cuyo tamaño determina la dureza del material. El índice de dureza caracteriza la resistencia del material a la deformación plástica, generalmente grande, bajo la aplicación de carga de contacto local. Prueba de dureza Brinell. La esencia de este método es que se presiona una bola de acero endurecido con un diámetro de 10, 5 o 2,5 mm en la superficie del metal de prueba, dependiendo del espesor de la muestra, bajo la influencia de una carga, que se selecciona según la dureza esperada del material de prueba y el diámetro de la punta según las fórmulas: P = 30D 2 ; P = 10D2; P = 2,5D2. Se deja una huella en la superficie de la muestra, cuyo diámetro se utiliza para determinar la dureza. El diámetro de la impresión se mide con una lupa especial con divisiones. La dureza se calcula mediante la fórmula. donde HB es la dureza Brinell, kgf/mm 2; F - área de la impresión resultante, mm 2; D - diámetro de la punta, mm; d - diámetro de impresión, mm. Medición de la dureza mediante los métodos Brinell (a), Rockwell (b), Vickers (c) Medición de dureza Rockwell. La medición se realiza presionando una bola de acero con un diámetro de 1,588 mm o un cono de diamante con un ángulo de vértice de 120° en el metal de prueba. La dureza Rockwell está determinada por la profundidad de la muesca de la punta. La sangría se lleva a cabo bajo la acción de dos cargas aplicadas secuencialmente: ¿preliminares, iguales? 100 N, y la carga final (total) igual a 1400, 500 y 900 N. La dureza está determinada por la diferencia en la profundidad de las indentaciones de las impresiones. Se utilizan diferentes tipos y calidades de metales y aleaciones para diferentes productos. La elección suele basarse en las características de los materiales. A la hora de diseñar cualquier estructura se tienen en cuenta las propiedades y ensayos de los metales a los que ha sido sometida. Las pruebas realizadas en varios tipos de metales ayudan a determinar las propiedades mecánicas, térmicas y químicas de los metales. En consecuencia, dependiendo de las propiedades reveladas del metal, se llevan a cabo ciertos tipos de pruebas. Hablaremos más sobre qué propiedades y pruebas de los metales son de gran importancia y cuáles son. Cada tipo de metal tiene un determinado conjunto de propiedades: mecánicas, tecnológicas y operativas, que caracterizan su capacidad para calentar y enfriar, soldar, resistencia a cargas pesadas, etc. Los más importantes de ellos son los siguientes: Todas estas propiedades se revelan durante las pruebas: mecánicas, químicas y otras. Al realizar tales pruebas, se aplican diferentes cargas al metal: dinámicas (aumento de la tensión en el metal por impacto) o estáticas (aumento gradual de la tensión). Durante las cargas, pueden surgir diferentes tipos de tensiones en el metal: Por ejemplo, al torcer un metal, se produce un esfuerzo cortante en el material, mientras que la extensión o la flexión conducen simultáneamente a esfuerzos de compresión y tracción. En función de estas cargas y de los esfuerzos resultantes, se pueden realizar los siguientes tipos de ensayos mecánicos: Además, las pruebas mecánicas implican comprobar la fatiga del material (normalmente durante la flexión), la embutición profunda y la fluencia. También se realizan pruebas de dureza, que se realizan mediante el método de indentación y el método dinámico (se deja caer un percutor con punta de diamante sobre el metal). Se utilizan métodos de prueba químicos para determinar la composición del metal, su calidad, etc. Durante tales pruebas, generalmente se revela la presencia de impurezas innecesarias y no deseadas, así como la cantidad de impurezas de la aleación. Las pruebas químicas también ayudan a evaluar la resistencia del metal a diversos reactivos. Un tipo de prueba de este tipo es la exposición selectiva a determinadas soluciones químicas. Esto ayuda a determinar indicadores como porosidad, número de inclusiones, segregación, etc. La prueba de huellas dactilares de contacto es necesaria para determinar el nivel de fósforo y azufre en un metal. El agrietamiento estacional del metal se determina mediante soluciones especiales a las que está expuesto el material. También se están realizando otras pruebas. Durante las pruebas, el metal no sólo se somete a diversos tipos de influencias, sino que también se examina cuidadosamente bajo un microscopio. Dichos estudios permiten evaluar la calidad del metal, su idoneidad, características estructurales, etc. Además, los metales se someten a pruebas radiográficas. Estos estudios se llevan a cabo utilizando radiación gamma y rayos X duros. Este control le permite determinar los defectos existentes en el metal. Las costuras soldadas a menudo se someten a exámenes radiográficos. También existen otros métodos de control a los que se somete el metal. Entre ellos: Todas estas pruebas, incluidas las de control, son muy importantes: ayudan a determinar qué metales son adecuados para diferentes estructuras, a qué tratamientos se puede someter el material, qué modos de soldadura utilizar, etc. Libro de texto para escuelas vocacionales. - M.: Ingeniería Mecánica, 1990. - 256 p.: ill. — ISBN 5-217-00830-X Los fundamentos de la teoría de la resistencia y ductilidad de metales y aleaciones se presentan de forma accesible. Se consideran el dispositivo, el principio de funcionamiento, las reglas de funcionamiento de los instrumentos y equipos para pruebas y detección de defectos. Se presentan los fundamentos matemáticos para procesar los resultados de las mediciones. El libro de texto se puede utilizar para capacitar a los trabajadores en la producción. Seguridad, protección contra incendios y saneamiento industrial.
S c R =\/Х AR G (°y.-°y) 2 >
- estática, cuando la carga aumenta lenta y suavemente (ensayos de tracción, compresión, flexión, torsión, dureza);
- dinámico, cuando la carga crece a alta velocidad (ensayos de flexión por impacto);
- cíclico, cuando la carga cambia repetidamente en magnitud y dirección (ensayos de fatiga).Ensayo de tracción
La resistencia última (σ in) es la carga máxima que el material puede soportar sin destrucción, en relación con el área de la sección transversal inicial de la muestra (Pmax/Fo).Examen de dureza
A
b
V
Prueba de impacto
Prueba de fatiga
Propiedades de los metales.
Ensayos mecánicos de metales.
Ensayos químicos de metales.
Pruebas ópticas y físicas.
Información básica de seguridad.
Seguridad contra incendios.
Saneamiento industrial.
Propiedades básicas de los materiales.
Materias primas metálicas. Información básica sobre la producción de metales y aleaciones.
Propiedades básicas de metales y aleaciones.
Materiales no metálicos, sus propiedades y aplicaciones.
Fundamentos de la teoría de la deformación y fractura elástica y plástica.
Características generales y estructura atómico-cristalina de metales y aleaciones.
El concepto de estado tensión-deformación.
Deformación elástica y plástica.
La influencia de la temperatura sobre la resistencia y ductilidad de metales y aleaciones.
Información sobre el proceso de destrucción.
Ensayos mecánicos de metales y aleaciones.
Clasificación de métodos de prueba.
Pruebas estáticas.
Ensayos de flexión por impacto.
Ensayos de fatiga.
Ensayos de resistencia y fluencia a largo plazo.
Medición de dureza.
Equipos e instrumentos para ensayos mecánicos.
Clasificación de equipos e instrumentos para ensayos mecánicos.
Diseño y principio de funcionamiento de máquinas para ensayos estáticos.
Diseño y principio de funcionamiento de máquinas de ensayo de impacto.
Diseño y principio de funcionamiento de máquinas para cargas repetidamente variables (ensayos de fatiga).
Diseño y principio de funcionamiento de máquinas para ensayos especiales.
Instrumentos para medir la dureza.
Equipos de control y medición utilizados durante las pruebas.
Métodos de ensayo no destructivos. Determinación de propiedades físicas de metales y aleaciones.
Clasificación de métodos de ensayo no destructivos.
Defectos en metales y aleaciones, causas de su aparición.
Métodos térmicos para la detección de defectos.
Análisis térmico de transformaciones de fases en metales y aleaciones.
Análisis térmico a altas temperaturas.
Análisis térmico a altas velocidades de calentamiento y enfriamiento.
Análisis calorimétrico.
Método dilatométrico.
Métodos magnéticos.
Métodos eléctricos.
Método paramétrico de corrientes parásitas.
Métodos acústicos.
Métodos de control de penetrantes.
Métodos de detección de fugas.
Métodos radiográficos y radioscópicos.
Ensayos de materiales no metálicos.
Ensayos de materiales y productos de construcción.
Ensayos de materiales textiles.
Ensayos de plásticos.
Tipos especiales de pruebas.
Ensayos sobre la maquinabilidad de metales por corte.
Pruebas tecnológicas.
Ensayos de herramientas para trabajar metales.
Información básica sobre normalización, metrología y control de calidad del producto.
Normas estatales y metrología.
Estandarización y calidad del producto.
Normas para pruebas de materiales y productos terminados.
Requisitos para muestras de prueba y métodos para procesar los resultados de las pruebas.
Muestras y producción de probetas a partir de ellas.
Procesamiento estadístico de los resultados de las pruebas.
Registro de resultados de pruebas.
Bibliografía
