Усталостные испытания материалов и конструкций с использованием современного оборудования

Abstract

В настоящее время большое внимание уделяется повышению точности оценки ресурса вновь создаваемых и модернизируемых конструкций, работающих в условиях вибрации. С этой целью совершенствуются методы расчетов и испытаний, а также само стендовое оборудование. В рамках освоения современного программно-аппаратного комплекса для проведения испытаний выполнены исследования усталостных характеристик материалов на примере алюминиевого сплава АМг-6 и конструкций на примере полуколец коренных вкладышей подшипников скольжения коленчатого вала транспортной машины. Для исследования характеристик сопротивления усталости материалов спроектирована и изготовлена оснастка, позволяющая одновременно испытывать до шести плоских образцов с большим диапазоном изменения размеров поперечного сечения. Для испытания элементов конструкций разработана специальная оснастка, позволяющая испытывать по два вкладыша подшипника скольжения одновременно с возможностью исследования усталостных характеристик различных типоразмеров вкладышей. Проведены специальные исследования для контроля условий нагружения, целью которых является установление четкой зависимости между перемещением подвижного стола вибростенда и уровнем напряжений, возникающих в опасной зоне исследуемого объекта. Для определения этих зависимостей, в случае исследования характеристик материала, напряженно-деформированное состояние образцов рассчитывалось с использованием пакета ANSYS. Для подшипников скольжения эти зависимости получены экспериментально: на образцах установлены тензорезисторные преобразователи, и проведена серия градуировочных экспериментов при статическом нагружении. Усталостные испытания проводились на электродинамическом вибростенде LDS V780. В результате получена исходная информация по характеристикам сопротивления усталости плоских консольно закрепленных образцов из сплава АМг-6 в условиях изгиба, а так же полуколец вкладышей подшипников скольжения при гармоническом нагружении. Currently, much attention is paid to improving of resource estimate accuracy created and upgraded structures working in conditions of vibration. To this end, methods of calculations and tests are improving as well as equipment. As part of the development of modern hardware and software for testing, investigations were done for define fatigue properties of materials on the example of aluminum alloy AMg-6 and structures on the example of semirings of indigenous plain bearings of the crankshaft vehicles. To study of characteristics of the fatigue resistance of materials was designed and manufactured equipment, which allows simultaneous testing of up to six flat samples with a large range of variation of cross-sectional dimensions. For testing of structures was designed special equipment that allows testing of two plain bearings at the same time with the ability to study fatigue characteristics of different sizes of samples. Conducted special studies to monitor the loading conditions, the purpose of which is to establish a relationships the movement of the table shaker and the level of stress in the danger zone of the sample. To determine these relationships the stress-strain state of the sample is calculated using the package ANSYS for materials. For bearings, these relationships were obtained experimentally: strain transducers mounted on samples, and conducted a series of calibration experiments under static loading. Fatigue tests were carried out on an electrodynamic shaker LDS V780. The result is fatigue characteristics of flat cantilevered alloy samples AMg-6 under bending, as well as halfrings plain bearings under harmonic loading.