Испытание на скручивание.
В окружающем нас мире многие детали машин и механизмов подвергаются деформации кручения. Определение качества материала, из которого они изготовлены, является обязательным условием их безопасной эксплуатации.
На скручивание проводятся испытания:
- Болтов и гаек на завинчивание и отвинчивание;
- На трение резьбовых соединений;
- Торсионов;
- Пружин;
- Проволоки на скручивание.
Наглядным примером применения на практике элементов, работающих на скручивание является торсионный вал.
Широко применяются торсионные валы в автомобилестроении. Их особенность заключается в возможности сглаживания знакопеременных нагрузок. Особенно это актуально для ходовой части (подвески).
Методика испытаний.
Испытание на кручение используется для оценки металла валов или проволоки, а также для определения механических характеристик прочности и пластичности высокопрочных металлов.
Помимо испытаний в стандартных условиях они могут проводиться при высоких и низких температурах, при наличии надрезов и исходных трещин, облучении и акустических воздействиях, нестационарных режимах, в агрессивных средах и различных других условиях.
Рассмотрим испытания металла на примере испытаний на скручивание проволоки.
Методы испытаний на скручивание.
Испытание на кручение — это метод механических испытаний, который оценивает свойства материалов или устройств под нагрузкой, вызванной угловым смещением.
Испытания на скручивание регламентируются стандартами. Например, для испытания проволоки установлен ГОСТ 1545-80.
Согласно требованиям стандарта отбор образцов производится исходя из требований НТД. При этом длина испытываемой части должна соответствовать приведенной в таблице 1:
Таблица 1.
К оборудованию для испытаний предъявляются требования по соответствию испытательной машины в части ее захватов и возможностей скручивания образца с заданной частотой вращения и количеством скручиваний.
Испытания проводятся после установки образца в захваты машины и ее настройки.
Частота вращения захвата выбирается из таблицы 2:
Таблица 2.
За одно скручивание принимается один полный оборот активного захвата машины.
Испытание прекращается после разрушения образца или по достижении заданного количества скручиваний.
После этого производится обработка результатов испытаний.
Другим руководящим документом на испытание проволоки является ГОСТ Р 50708-94. Им устанавливается метод способность подвергаться пластической деформации при знакопеременном кручении. Проводя такое испытание выявляются наружные (поверхностные) и внутренние дефекты.
К оборудованию для испытаний предъявляются такие же требования, как изложенные в ГОСТ 1545-80. Дополнительно испытательная машина должна обеспечивать изменение направления кручения. Номинальное значение расстояния между захватами подбирается по таблице 3.
Таблица 3.
Испытания проводятся после фиксации образца в захватах машины и приложения к нему растягивающего напряжения до 2 % от значения временного сопротивления.
Далее испытательной машине задается режим скручивания. Количество оборотов в одном и противоположном направлениях устанавливается в соответствии с требованиями соответствующего стандарта на проволоку.
Испытания продолжаются до разрушения образца, после чего визуально проверяется отсутствие видимых дефектов.
Результаты испытаний оформляются протоколом, где должны быть указаны:
- Номер настоящего стандарта;
- Характеристика испытываемого образца;
- Диаметр образца;
- Способ правки образца;
- Условия испытаний;
- Результаты испытаний.