СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
88
мероприятия, улучшающие качество поверхности (шлифование, полирование),
повышающие прочность поверхностного слоя, увеличивают предел
выносливости. Хороший эффект дает также дробеструйная обработка и обкатка
роликами стальных деталей, вызывающая наклеп поверхностного слоя.
Пластичные цветные металлы (дюралюминий, латунь и др.) менее
чувствительны к надрезам, поэтому у них эти факторы меньше снижают предел
выносливости.
Большое влияние на предел выносливости оказывают размеры детали
(образца). С увеличением диаметра образца предел выносливости снижается.
Таким образом, повышение усталостной прочности практически сводится
к выбору оптимальной формы детали, улучшению шероховатости поверхности и
применению различных методов упрочнения поверхностного слоя.
При повторении циклов нагружения и разгружения изделий часть
механической энергии аккумулируется металлом и превращается в тепловую
энергию. Эта способность металла поглощать при переменных нагрузках энергию
называется циклической вязкостью или внутрикристаллическим трением.
Металл с высокой циклической вязкостью быстрее гасит вибрации,
которые часто сами по себе могут привести к преждевременному разрушению.
Например, алюминиевые провода, статически более прочные, чем медные,
малопригодны как подвесные, так как разрушаются от вибрации, возникающей
при действии ветра.
Испытание на усталость (выносливость) необходимо проводить потому,
что статическая прочность не может характеризовать выносливость металла при
повторно-переменных нагрузках.
Испытания проводят на специальных образцах, как правило, с
шлифованной или полированной поверхностью, образцы могут быть гладкими
или с надрезами.
Предел выносливости определяют на машинах различных конструкций,
позволяющих получить повторно-переменные напряжения при изгибе,
растяжении, сжатии, кручении или ударе. Испытания могут проводить в
условиях симметричного или асимметричного циклов. Выбор той или иной
машины и условий испытания определяются требованиями, которым должен
удовлетворять испытуемый металл в готовой детали. При этом нагружение
осуществляется по двум основным вариантам: мягкому, когда задается
переменное напряжение, и жесткому, когда задается переменная деформация.
Для определения предела выносливости испытывают целую серию, как
правило, 8…10 одинаковых образцов, изготовленных из одного материала.
Первый образец испытывают при напряжении
1
(для стали
1
= 0,6
в
,
а для легких сплавов
1
= 0,4
в
); при этом определяют число циклов
N
1
,
вызвавшее разрушение образца. Для второго и последующих образцов
напряжения
2
,
3
и т.д. каждый раз снижают или повышают на 19,62 или
39,24 МПа (на 2 или 4 кгс/мм
2
) в зависимости от числа циклов, вызвавших
разрушение первого образца. Разность между напряжениями для двух
