Испытания на ударный изгиб по Шарпи.
Для сильно нагруженных объектов и конструкций наибольшую разрушающую опасность представляет циклически действующая динамическая нагрузка. Периодические и постоянные удары становятся причиной появления и последующего разрастания трещин в теле несущих элементов. Из-за первоначально незначительных дефектов преждевременно повреждаются мостовые опоры, буровые платформы, магистральные трубопроводы. Снижается износоустойчивость шестерен и валов, прочность сварных узлов. Выходят из строя детали самолетов, емкости высокого давления, корпусы ракет.
Предупредить возможность разрушений помогут грамотные расчеты сопротивляемости материалов. Базой для них служат исследования способности металлических сплавов и пластиков противостоять динамическим воздействиям, в ходе которых образцы испытывают на ударный изгиб, иначе на ударную вязкость. Тестирование производится с использованием маятникового копра по методике Шарпи.
Алгоритм исследований на маятниковом копре.
Изучение способности материалов противостоять хрупкому разрушению производится с помощью маятникового копра, снабженного молотом. Ударный элемент с помощью рычага и шарнира соединен с градуированной шкалой. Для исследования совершается один удар молотом, движение которого по траектории напоминает перемещение маятника. Шаги лабораторного исследования по Шарпи:
Исследуемые образцы металлических сплавов надрезают по центру, чтобы сократить разброс получаемых результатов. Оценку композитных и полимерных деталей производят с надрезами или без них. Форма технологических надрезов учитывается в расчетах.
Возникновение и развитие трещин активизируется при понижении температуры окружающей среды. Потому серийные исследования производят с применением систем температурных испытаний, в которых формируют критические температуры для оценки хрупкого разрушения. Допустимо использование сосуда Дьюара, предоставляющего возможность имитировать мороз с помощью жидкого азота.
Оборудование для исследований.
Изучение способности материалов сопротивляться разрушению необходимо для предупреждения возможности зарождения и распространения микротрещин, которые невозможно определить визуально. Микроскопический дефект опасен тем, что в процессе эксплуатации постепенно перерастает в крупный разлом. Тестирование материалов на упругую вязкость необходимо, чтобы исключить риски для людей, которые управляют строительными кранами, грузоподъемной техникой, дорожными машинами, перемещаются на судах, авиалайнерах, идут или едут по мостовым переходам. Рассмотрим подробнее оборудование и приспособления для испытаний по методу Шарпи:
- Маятниковые копры. Испытательные машины, предназначенные для лабораторного определения ударной вязкости, выпускают в настольном и напольном исполнении. Ударная сила настольных вариантов не превышает 50 Дж, у напольных моделей она варьирует в диапазоне 50-750 Дж. В обеих разновидностях предусмотрена тонкая настройка прилагаемого усилия для адаптации к любой решаемой задаче. В модельном ряду маятниковых копров есть агрегаты, изначально снабженные камерой охлаждения для определения хрупкого разрушения, автоматическим устройством подачи образцов, сенсорными регистраторами изменения энергии.
- Камеры охлаждения. Установки требуются для тестирования металлических сплавов и полимеров на хрупкое разрушение, если в комплектации маятниковых копров изначально эта функция не предусмотрена. Термические системы снабжены блоками управления для изучения поведения образцов в разных температурных условиях и выявления предельных значений. Изучение упругой вязкости при различных температурах предоставляет возможность прогнозировать оптимальные режимы эксплуатации.
- Специфические крепежные приспособления. Фиксирующие устройства исключают сдвиг и смещение образцов в районе исследований, обеспечивают получение точного результата. Работающие в паре с установками автоматической подачи образцов приспособления помогают быстро устанавливать образцы с минимальными физическими усилиями, повышают скорость проведения исследований.
Маятниковые копры, камеры охлаждения, приспособления для крепления испытуемых образцов и устройства автоматической подачи в ассортименте предлагает компания "ГОСТ", компетентные менеджеры которой готовы оказать консультативную помощь в выборе оборудования.
