1.2. Випробування на втому.
При тривалій експлуатації деталі машин піддаються повторно-змінним навантаженням (розтягування-стискання). При напругах, менших за межу плинності або межі пружності, вони можуть раптово зруйнуватися. Це явище називаютьусталостьюметалів.Воно полягає в тому, що зрушення, що відбуваються в зернах, призводять до утворення мікротріщин, кількість і розміри яких поступово збільшуються.Злом при втомі (рис. 2) складається з двох різнорідних зон:1 -великозернистої структури і2 -дрібнозернистої структури .
Злам дрібнозернистої структури утворюється в результаті тертя металу при повторно-змінних навантаженнях у місцях появи тріщин та надривів. Якщо «здорова» частина перерізу виробу неспроможна витримати прикладеного навантаження, настає раптове руйнація, у якому утворюється злам крупнозернистої структури.
Втомне руйнування спостерігається у таких деталей, як вали, осі, шатуни, пружини, ресори та ін, які працюють в умовах змінних навантажень, що багаторазово повторюються (розтягування-стиск). Для того щоб встановити здатність металів працювати в умовах багаторазових повторно або знакозмінних навантажень, визначають їх межу витривалості (або втоми).
Межамвитривалості (втоми)називають максимальну напругу, яку витримує матеріал, не руйнуючись, при досить великій кількості повторно-змінних навантажень (циклів).
Для сталевих зразків цю характеристику встановлюють за 10 млн циклів, для кольорових металів — за 100 млн циклів. Межу витривалості позначають грецькою літерою і вимірюють впаскалях.
Рисунок 2. Злам втомного зразка
Малюнок 3. Схемавипробування зразка на втому (а) та крива втоми (б).
1—затискний патрон;2 -зразок; 3-підшипник
Випробування на втому проводять на машинах, що дозволяють здійснювати повторно-змінні навантаження при згинанні, крученні та розтягуванні-стисканні.
Найчастіше застосовують машину, що створює повторно-змінний вигин зразка, що обертається (рис. 3, а). Випробовують 8-10 однакових зразків при різних напругах. Лічильник машини показує кількість циклів (оборотів), які витримав зразок до руйнування при цьому напрузі. За результатами випробування будують діаграму (рис. 3,б),за якою і визначають максимальну напругу (межа витривалості). На підставі дослідних даних встановлена залежність межі витривалості від інших характеристик міцності, наприклад:
; Па
За цими формулами можна знайти наближене значення межі витривалості, тому що втома металів великою мірою залежить від стану поверхні виробу. Погано оброблена поверхня, наявність рисок, надрізів, корозія різко знижують межу витривалості, оскільки концентраторами напруг. Саме у тих місцях, де є ці дефекти, виникають початкові мікротріщини.
Література
Горчаков Г.І. Будівельні матеріали. М: Вища. Шк., 1981.-472с.
Риб'єв І.Г. Будівельне матеріалознавство. Навч. Посібник для строіт.спец.вузів М.: Вищ.шк., 2004.-701 с.; мул.
Попов Л.М. Будівельні матеріали. Лабораторні випробування будівельних матеріалів та виробів. М.: Будвидав, 2001
Горчаков Г.І., Баженов Ю.М. , Домокєєв А.Г. Будівельні матеріали та вироби. М: В.Ш., 1988
Комар А.Г. Будівельні матеріали та вироби. М.: Будвидав, 1986
Бадьїн Г.М., Стебаков В.В. “Довідникбудівельника”: М., вид-во АСВ, 2004.-340 стор з іл.
Баженов Ю.М. "Технологія бетону": Підручник.-М.: Вид-во АСВ, 2002-500 стор з ілюстраціями.
Баженов Ю.М., Алімов Л.А., Воронін В.В., Магдєєв У.Х. "Технологія бетону, будівельних виробів та конструкцій": Підручник. - М.: Вид-во АСВ, 2004. - 256 с. з ілл.
Бєлов В.В., Петропавловська В. “Короткий курс матеріалознавства та технології конструкційних матеріалів для будівництва”: Уч. - М.: Вид-во АСВ, 2006. - 208 с.
Бєлов В.В., Петропавловська В.Б., Шлапаков Ю.А. "Лабораторні визначення властивостей будівельних матеріалів": Навчальний посібник. - М.: Вид-во АСВ, 2004. - 176 с.
Горбунов Г.І. "Основи будівельного матеріалознавства (склад, хімічні зв'язки, структура та властивості будівельних матеріалів)": Навч. видання. - М: Вид-во АСВ, 2002.-168 с.
12. Г.І.Горчаков, Ю.М.Баженов «Будівельні матеріали»,
13. Луков А.В., Володимирова І.Л., Холщевніков В.В. "Комплексна оцінка будівель-пам'ятників історії та культури на ринку нерухомості": Науково-навчальне вид. - М: Вид-во АСВ, 2006 - 344 с.: Ілл.
14. Макрідін Н.І., Вернігорова В.М., Соколова Ю.А. "Сучасні методи дослідження властивостей будівельних матеріалів": Уч.пос.-М.: Изд-во АСВ, 2003.-240 стор.
15. Мікульський В.Г., Горчаков Г.І., Козлов В.В., Купріянов В.М. Орент-ліхер Л.П., Рахімов Р.З, Сахаров Г.П., Хрульов В.М. "Будівельні матеріали (Матеріалознавство та Технологія)": Уч.пос.-М.: Вид-во АСВ, 2004.-536 с.
16. Мікульський В.Г., Сахаров Г.П. та ін. "Будівельні матеріали (Матеріалознавство. Технологія конструкційних матеріалів)": Навчальне видання.-М.: Вид-во АСВ, 2007.-520 с.
17. Попов К.М., Каддо М.Б., Кульков О.В. Оцінка якості будівельних матеріалів (фізико-механічні випробування будівельних матеріалівматері-лов)”: Уч.пос.-М.: Изд-во АСВ, 1999.-240 стор з іл.
18. І.А.Риб'єв «Будівельне матеріалознавство»,
19. П.Ф.Шубенкін «Будівельні матеріали та вироби. Приклади завдань із рішеннями».