|
Испытания на усталость по Велеру и на повреждаемость по Френчу проводят при стабильных по времени и непрерывно действующих циклических нагрузках. Этот вид нагружения свойствен лишь некоторым машинам, работающим непрерывно и на постоянном режиме (стационарные силовые двигатели, электрогенераторы, машины, встроенные в автоматические линии непрерывного действия). Большинство же машин работают на переменных режимах с правильно или неправильно чередующимися циклами и различным уровнем напряжений в циклах (транспортные, строительные и т. д.).
Некоторые машины и агрегаты в процессе работы подвергаются перегрузкам, во время которых напряжения не только выходят за пределы выносливости, но и нередко превышают предел текучести материала, в результате чего в деталях возникают пластические деформации.
Пределы выносливости, определенные при испытаниях на стационарных режимах циклической нагрузки, неприменимы непосредственно для машин, работающих на нестационарных режимах.
Нестационарное нагружение можно в ряде случаев представить в виде регулярно чередующихся групп циклов (блоки напряжений).
Режим нестационарного иагружения характеризуют следующие параметры:
вид иагружения (растяжение-сжатие, изгиб, кручение);
типы циклов (знакопеременные симметричные, асимметричные, пульсирующие);
число циклов в блоке (объем блока);
относительная длительность периодов работа - отдых;
закономерность изменения напряжений в пределах блока.
Испытания проводят при переменном значении какого-либо доминирующего фактора (чаще всего фактора, характеризующего степень перегрузки). В результате испытания получают сетку вторичных кривых усталости, смешенных по отношению к первичной кривой усталости (т. е. кривой для стационарного режима иагружения).
В зависимости от перегрузок и длительности их действия, вида цикла, степени периодичности, размеров образца и других факторов переменные нагрузки могут действовать упрочняюще или разупрочняюще. Смещение вторичных кривых вверх и вправо по отношению к первичной кривой свидетельствует об упрочнении материала и увеличении срока службы в пределах ограниченной долговечности. Обратные смещения свидетельствуют о разупрочнении материала и сокращении ограниченной долговечности.
Установлено, что кратковременные [(20 - 50) 103 циклов] перегрузки с напряжениями, превышающими на 15 - 30% среднее напряжение, заметно повышают исходный предел выносливости. При увеличении же степени перегрузки и продолжительности ее действия предел выносливости падает.
Повышение циклической прочности при нестационарных режимах иагружения в большинстве случаев обусловлено снижением средней амплитуды напряжений. Периоды действия напряжений малой амплитуды, поддерживающих металл в состоянии возбуждения, по-видимому, способствуют диффузии вакансий и залечиванию повреждений, образовавшихся в предыдущие более напряженные периоды.
При чередовании ступеней работы и отдыха благоприятное действие оказывает тепловой отдых металла.
| 
