Реферат.Методология научных исследований. Крючек В.В. Реферат. Испытание на ползучесть. Сущность способа, свойства, производство, применение

• Название: Испытание на ползучесть. Сущность способа, свойства, производство, применение
• Анкор: Реферат.Методология научных исследований
• Дата: 03.06.2022
• Размер: 87.31 Kb.
• Имя файла: Крючек В.В. Реферат.docx
• Тип: Реферат; #568245

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Омский государственный технический университет

Реферат

по дисциплине «Методология научных исследований»

на тему: «Испытание на ползучесть. Сущность способа, свойства, производство, применение.»

Выполнил студент

группы МТМ-201

Крючек В.В.

___________________

(подпись, дата)

Проверил Саяпин Ю.А.,

___________________ (подпись, дата)

Омск 2021

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Сущность способа 4

2 Образцы 5

3 Требования к приборам 7

4 Оборудование 8

Заключение 9

Список использованных источников: 10

Введение

Ползучесть материалов (последействие) — изменение с течением времени деформации твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. Ползучести в той или иной мере подвержены все твёрдые тела — как кристаллические, так и аморфные.
Явление ползучести было замечено К. Навье (1826), Г. Кориолисом (1830 г.), но впервые количественно изучено Л. Вика (1834 г.). Систематические исследования ползучестиметаллов и сплавов, резин, стекол относятся к началу XX века и особенно к 40-м годам, когда в связи с развитием техники столкнулись, например, с ползучестью дисков и лопаток паровых и газовых турбин, реактивных двигателей и ракет, в которых значительный нагрев сочетается с механическими нагрузками. Потребовались конструкционные материалы (жаропрочные сплавы), детали из которых выдерживали бы нагрузки длительное время при повышенных температурах. Долгое время считали, что ползучесть может происходить только при повышенных температурах, однако ползучесть имеет место и при очень низких температурах.

1 Сущность способа

Длительное действие статической нагрузки вызывает нарастающую во времени пластическую деформацию металла. Это явление называется ползучестью. В зависимости от температуры и величины напряжения процесс ползучести может протекать как медленно, так и быстро. Для оценки сопротивления материала накоплению пластической деформации во времени проводят специальные испытания на ползучесть.

Сущность испытания на ползучесть заключается в регистрации нарастания во времени деформации образца, находящегося под постоянной нагрузкой при постоянной температуре.

Наибольшее распространение получил метод испытания на ползучесть при растяжении. Он регламентирован ГОСТом 3248—81. Возможны также испытания на ползучесть при других видах нагружения (сжатии, изгибе, кручении, с комбинированными нагрузками).

Данный стандарт устанавливает метод испытания на ползучесть черных и цветных металлов и сплавов при температуре до 1200 °С.

В результате испытания определяют предел ползучести материала, т.е. напряжения, при котором скорость или деформация ползучести за определенный промежуток времени не превышает заданной величины.

Характеристикой сопротивления материала ползучести является условный предел ползучести — напряжение, которое вызывает за установленное время испытания при данной температуре заданную деформацию образца или заданную скорость ползучести на прямолинейном участке кривой ползучести.

По ГОСТу 3248—81 рекомендуется определять предел ползучести при допусках на удлинение в пределах от 0,1 до 1% (наиболее распространенные значения допуска в зависимости от условий работы и назначения конструкции 0,1; 0,2; 0,5 и 1% при длительности испытания 10, 100, 300, 500, 1000, 3000, 5000, 10000 ч.

Для конструкций с особо длительным сроком службы продолжительность испытания может быть больше. В случае определения предела ползучести по скорости ползучести продолжительность испытания в соответствии с ГОСТом 3248—81 должна составлять не менее 2000 — 3000 ч при условии, что продолжительность прямолинейного участка кривой ползучести будет не менее 500 ч. 

2 Образцы

ГОСТ 3248—81 рекомендует для испытаний на ползучесть при растяжении три типа образцов: цилиндрические образцы (рисунок 1) диаметром 10 мм с расчетной длиной 100, 150 (нормальный образец) или 200 мм (удлиненный образец) и плоский образец шириной 15 мм с расчетной длиной 100мм. Толщина плоского образца определяется толщиной листа.



Рисунок 1-Образцы цилиндрической формы

Возможно применение образцов другой формы и размеров при условии, что диаметр цилиндрических образцов не должен быть менее 5 мм, а отношение рабочей длины к диаметру должно равняться 5 или 10.

Допускаемые отклонения длины рабочей части образца от заданной расчетной не должны превышать ±1%, диаметра образца ±0,02 мм, ширины плоских образцов ±0,1 мм. Допускаемое отклонение площади поперечного сечения ±0,5%. 
Образец по форме и по размерам головок образца и переходной части от головки к его рабочей длине определяется принятым способом крепления измерителя удлинений на образце и способом крепления образца в захватах испытательной машины. Сопряжение головки образца с его рабочей частью должно быть плавным.

Образцы можно применять двух видов: с обработанной поверхностью или с сохранением поверхностного слоя (например, образцы из листового проката или образцы, изготовленные методом точного литья) в соответствии с условиями поставки, применением и технологией изготовления полуфабрикатов и изделий.

Образцы, имеющие коробление, механические повреждения, поверхностные дефекты в виде инородных включений, расслоений, пор, раковин, трещин (возникающих в результате механической или термической обработки), испытаниям не подвергаются. Рихтовка или другой вид правки заготовок или образцов для испытаний не допускается.

Если металл подлежит испытанию в термообработанном виде, то термообработке подвергаются заготовки для образцов. Если после термообработки металл плохо обрабатывается резанием, то эти заготовки предварительно должны быть доведены до размеров, включающих припуск на окончательную обработку и возможное коробление. Требования к металлу и размерам заготовок устанавливаются стандартами или техническими условиями на металлопродукцию. При изготовлении образцов не должно происходить изменений структуры и свойств испытуемого металла (например, вследствие нагрева или наклепа).

3 Требования к приборам

Технические требования к машинам для испытания металлов на ползучесть должны соответствовать ГОСТ 28845-90.

Существует несколько конструктивных схем нагружения. Наибольшее распространение получило нагружение сменными грузами через рычажный механизм с верхним или нижним расположением рычага и соотношением плеч от 1:10 до 1: 50. Помимо этой системы применяются непосредственное нагружение грузами (для образцов с малым поперечным сечением), нагружение винтовыми пружинами, а также иные системы, обеспечивающие постоянство нагрузки во времени (например, центробежной силой).

Соосность в системе нагружения достигается использованием захватов с шаровыми опорами, универсальных шарниров и призматических опор. Проверку соосности проводят, измеряя упругие удлинения эталонного (а при необходимости рабочего) образца с двух диаметрально противоположных сторон экстензометрами или проволочными тензодатчиками при нормальной температуре. Разность этих удлинений не должна превышать 10% среднего арифметического значения деформации образца.

Для нагрева образцов при испытании на ползучесть в большинстве случаев используют печи электросопротивления (рисунок 2). Значительно реже применяют нагрев пропусканием тока через образец, электроннолучевой, индукционный и др. На рабочей части образца должно быть установлено не менее двух-трех термопар, распределенных равномерно по расчетной длине. Плотный контакт горячего спая термопары с поверхностью образца обеспечивается чаще всего или привязыванием спая к образцу асбестовым шнуром или прижимом специальной пружиной. Горячий спай должен быть защищен от прямой радиации с поверхности нагревателя. Температура холодного спая термопар должна поддерживаться постоянной.

Для измерения температуры термопары согласно ГОСТу 3248—81 должны использоваться приборы с погрешностью не более 0,5%. Как правило, для измерения и записи температуры во времени применяют электронные потенциометры. Основными элементами терморегулятора, обеспечивающего постоянство температуры печи, являются датчик температуры, измерительное устройство, определяющее отклонение температуры от заданной, и исполнительный механизм, который полностью выключает или включает ток в печи или переключает ток на максимальную или минимальную заданную величину.

Приборы для измерения деформации должны обеспечивать точность отсчета не менее 0,002 мм. Колебания температуры не должны влиять на показания приборов.

4 Оборудование

Типичными по своей конструкции машинами для массовых стандартизированных испытаний металлов на ползучесть являются машины типа АИМА-5-1, машина ЦСТ-2/3, а для специальных испытаний в вакууме при весьма высоких температурах машина ПВ-1522.



Рисунок 3- машина типа АИМА-5-1

Машина АИМА-5-1 предназначена для испытаний плоских и цилиндрических образцов с расчетной длиной до 150 мм в интервале температур 300 — 1000° С при растяжении. Она состоит из двух самостоятельных идентичных секций, каждая из которых имеет рычажный механизм нагружения из трех рычагов с общим передаточным отношением 1: 100 или 1 :20. Набором сменных грузов, устанавливаемых на подвеске рычажной системы, обеспечивается нагружение образца в интервале 300—30 000 н (30—3000 кг). 

Заключение

Цель испытаний металлов состоит в том, чтобы оценить качество материала, определить его механические и эксплуатационные характеристики и выявить причины потери прочности.
Испытания на ползучесть при растяжении (ГОСТ 3248—81) заключаются в том, что испытуемый образец в течение длительного времени подвергается действию постоянного растягивающего усилия при постоянной высокой температуре. В результате испытания определяют предел ползучести металла, т. е. наибольшее растягивающее напряжение, при котором скорость или деформация ползучести за определенный промежуток времени не превышает заданной величины.

Список использованных источников:

1. Арутюнян, Н. X. Некоторые вопросы теории ползучести. / Н. Х. Арутюнян; МГУ. – Москва : Изд-во МГУ, 1952. – 323 с. – ISBN 978-5-7038-4642-1.

2. Арутюнян, Н. X. О вдавливании жесткого клина в полуплоскость в условиях установившейся ползучести. / Н. Х. Арутюнян ; СПбМТУ. – Санкт-Петербург : Изд-во СПбМТУ, 1962. – 165с. – ISBN 394-5-6473-4762-3.

3. Манукян М. М. Контактная задача теории ползучести с учетом сил трения. / М. М. Манукян ; НГТУ. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 1963. – 813с. – ISBN 678-5-0956-4456-1.

4. Арутюнян Н. X. Контактные задачи теории ползучести. / Н. Х. Арутюнян ; МГУ. – Москва : Изд-во МГУ, 1967. – 897с. – ISBN 678-3-7088-4632-4.

5. Бурлаков А. В. Динамика и прочность машин. / А. В. Бурлаков ;ХГУ. – Харьков : Изд-во ХГУ, 1972. – 84с. – ISBN 786-5-8356-0656-2.