ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ
Комплекс испытаний прочности деталей машин состоит в исследовании:
-напряженного состояния;
-собственно прочности — статической циклической, ударной, при высоких и низких температурах, в условиях коррозии, ползучести, исследований прочности сцепления и т. д.
Испытания проводят в следующих направлениях:
1- проверки и уточнения расчетов;
2- установления механических характеристик материалов;
3- подбора оптимальных материалов и методов упрочнений;
4- оптимизации конструктивных параметров;
5- обеспечения прочности конкретных машиностроительных конструкций.
При испытаниях используют следующие методы:
1. Поляризационно-оптический метод, основанный на интерференции поляризованного света, прошедшего модель из прозрачного оптически чувствительного материала.
Луч поляризованного света при прохождении через модель распадается на два луча с колебаниями в плоскостях главных напряжений, причем скорости прохождения этих лучей линейно зависят от соответствующего напряжения. С помощью анализатора колебания совмещаются в одну плоскость. Определяемая разность главных напряжений пропорциональна номеру соответствующей темной полосы интерференции.
Поляризационно-оптический метод в основном применяют па плоских моделях. Однако в настоящее время его успешно распространяют на пространственные модели.
2. Метод оптических чувствительных вклеекв модель из прозрачного оптически нечувствительного материала и вклеенных поляроидов или отражающих слоев в модели из оптически чувствительного материала.
Перспективно исследование полей напряжений с помощью оптически чувствительных покрытий, выполненных в виде приклеиваемых пластинок толщиной 1—3 мм или тонких покрытий. При просвечивании покрытия поляризованным светом он отражается от поверхности детали или от внутренней поверхности слоя. Способ применим на натурных деталях и обеспечивает достаточно высокую чувствительность.
3. Метод делительных сеток. (Применяется для исследования напряженных состояний при больших деформациях — упругих (например, на резиновых образцах) и пластических (на металлических образцах)). Сетки наносят фотоспособом или накаткой. По формоизменению сетки оценивают деформированное и напряженное состояние.
4. Метод реплик - при котором сетки наносят царапанием и получают их отпечатки (реплики) на пластическом материале до и после нагружения. Измерения на репликах могут быть проведены более точно, чем на деталях.
5. Метод полос муара. Для исследования напряженного состояния на деталях плавных форм, в частности листовых. Он основан на оптическом совмещении мелкой сетки (растра) на деформированной детали с недеформированным растром и получении в результате полос муара.
6. Метод гальванического покрытия применяется для определения амплитуд переменных напряжений или числа циклов действия напряжений. При этом поверхность детали покрывается медью. При действии повторно-переменных напряжений на поверхности покрытия появляются темные пятна, интенсивность которых растет с ростом напряжений и числа циклов нагружений.
Объектами испытаний на прочность являются образцы и натурные детали. В последнее время расширяются испытания на прочность в условиях, приближающихся к условиям работы натурных деталей:
-испытания на крупных моделях или на натурных деталях,
-испытания при программном нагружении, воспроизводящем действительный закон изменения нагрузок в эксплуатации.