Випробування матеріалу на втому, крива втоми (крива Велером)
Випробування матеріалу на втому, крива втоми (крива Велером) спрямують
Крива втоми (крива Велером) - це графік залежності напружень, при якому відбувається руйнування матеріалу при даному числі циклів навантаження, від числа цих циклів. Крива втоми (крива Велером), є результатом проведення випробування.
Найбільш поширені випробування на чистий вигин при симетричному циклі. оскільки саме цей цикл напружень є найнебезпечнішим для матеріалу, а його проведення експерименту простіше, ніж для інших видів циклів.
Для проведення експерименту виготовляють партію з 6 - 10 абсолютно однакових зразків, що мають в межах робочої частини строго кругову циліндричну форму. Діаметр зразків зазвичай становить від 5 до 10 мм.
Перший зразок навантажують таким чином, щоб виникаючі в ньому максимальні нормальні напруги були явно нижче межі міцності матеріалу (), але вище межі витривалості. Для подальших зразків максимальна напруга зменшують.
За допомогою лічильника обертів, наявного на випробувальній машині, фіксують число циклів навантаження, яке витримає кожен зразок до руйнування. За результатами випробувань будують графік залежності числа циклів (N), яке витримує зразок без руйнування, від максимальної напруги (), що створюється в зразку (рис. 14.3).
З малюнка 14.3 видно, що в міру зменшення, число циклів (N) починає дуже швидко рости, тому крива втоми має значну протяжність уздовж осі абсцис. Для багатьох матеріалів крива втоми асимптотично наближається до деякого значення максимальної напруги, починаючи з якого зразки не виявляють жодних ознак руйнування. Тому при відповідному числі циклів випробування можна припинити.
Практика показує, що зразки, які витримали без руйнування циклів, можуть при цьому навантаженні пропрацювати необмежений час (наприклад, вісь залізничного вагона на шляху від Москви до Владивостока відчуває близько циклів).
База випробувань на втому () - попередньо задається найбільша тривалість випробування матеріалу на втому.
Максимальна за абсолютним значенням напруга циклу, при якому до бази випробування не відбувається втомного руйнування, називається межею витривалості.
Криві втоми для кольорових матеріалів не мають асимптоти і їх ординати з ростом N падають до нуля. Для кольорових матеріалів вводиться поняття умовної границі витривалості. За значення умовної межі витривалості приймається найбільше напруження, при якому зразок витримує не менше циклів.