Испытание на длительную прочность (испытание Вёлера) по DIN 50100, ASTM E466-15, ISO 1099
При испытании на длительную прочность (его также называют испытанием Вёлера) по DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099 материал или изделие подвергается воздействию периодически меняющегося (циклического) нагружения. В стандарте ASTM D3479 приводится описание испытания композитов.
Испытание на длительную прочность предназначено для определения усталостной и длительной прочности при нагружении на растяжение, сжатие, изгиб и кручение. Специально для готовых изделий посредством испытания на длительную прочность можно определять слабые места и устранять их с помощью внесения изменений в конструкцию или материал. Кратковременная прочность в испытании на длительную прочность не учитывается. Она исследуется в процессе испытания на малоцикловую усталость (Low Cycle Fatigue).
При длительном испытании амплитуда нагружения и средняя нагрузка во время одноступенчатого динамического испытания остаются постоянными. В зависимости от высоты амплитуды нагружения, она может прикладываться с различной частотой, прежде чем произойдет разрушение образца.
Проведение Кривая Вёлера Прямая усталостной прочности Испытательные машины Другие испытания
Проведение испытания на длительную прочность по DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099
В процессе испытания на длительную прочность определяют усталостную прочность и длительную прочность материалов или готовых изделий. Для этого несколько образцов подвергаются циклическому нагружению.
- Испытание Вёлера проводится до возникновения регламентированного отказа образца (разрушение, надрыв).
- При испытании Вёлера регламентируется количество колебаний (пограничное количество циклов нагружения). Если образец достигает пограничного количества циклов нагружения без различимых повреждений, он считается прошедшим испытание на длительную прочность или проходящим.
Среднее напряжение, высокое напряжение и низкое напряжение циклического нагружения постоянны для каждого испытания на длительную прочность. При испытаниях с одной и той же кривой Вёлера меняется либо только среднее напряжение либо только соотношение между верхним и нижним напряжением.
Кривая Вёлера
Полученные в нескольких испытаниях на длительную прочность измеренные значения предельного напряжения и количества циклов нагружения составляют кривую Вёлера.
Из диаграммы Вёлера для определенной амплитуды нагружения можно считать максимальное количество смены нагружения.
Кривая Вёлера делится на три зоны:
- Кратковременная прочность K(Low Cycle Fatigue LCF): вследствие высокой амплитуды нагружения образец пластично деформируется и разрушается через несколько циклов нагружения. Зона кратковременной прочности в стандарте DIN 50100 не регистрируется.
- Усталостная прочность Z(High Cycle Fatigue HCF): в зависимости от высоты амплитуды нагружения, образец может выдержать только определенное количество циклов нагружения.
- Длительная прочность D(Very High Cycle Fatigue VHCF): в зависимости от амплитуды нагружения, возникают разрушения, а также проходящие.
Прямая усталостной прочности
При двойном логарифмическом отображении зона усталостной прочности кривой Вёлера представляет собой практически прямую. Эта прямая также называется прямой усталостной прочности.
Положение и наклон прямой усталостной прочности зависят от многочисленных факторов:
- Материал
- Геометрия образца
- Тип нагружения
- Условия изготовления
- Термообработка
- Шероховатость поверхности
Оборудование для испытаний на усталостную прочность по DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099
Для создания необходимой при испытании на длительную прочность амплитуды нагружения можно использовать различные испытательные машины. Испытательная машина должна иметь возможность компенсировать изменения жесткости образца или конструкции испытания.
