Stanowisko do badań zmęczeniowych minipróbki w warunkach

TWÓRCY:Prof. dr hab. inż. Janusz Sempruch,
mgr inż. Tomasz Tomaszewski
WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ
Al. Prof. S .Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz,
tel. +(48 52) 340-82-23-79
INSTYTUT MECHANIKI I KONSTRUKCJI MASZYN
Stanowisko do badań zmęczeniowych minipróbki
w warunkach zmiennych obciążeń jednoosiowych
Charakterystyka wynalazku
Głównym zadaniem stanowiska jest umożliwienie wyznaczenia charakterystyki zmęczeniowej σα-N materiału konstrukcyjnego na podstawie badania próbek geometrycznie mniejszych (tzw. minipróbek) od
zalecanych przez normy. Rozwiązanie to jest celowe do stosowania w sytuacji braku możliwości pobrania
większych objętości materiału badawczego. Dotyczy to bardzo często wytworów z aluminium.
Badania prowadzone są w warunkach zmiennych obciążeń jednoosiowych w postaci cyklu odzerowo tętniącego lub jednostronnego, sinusoidalnego z niezależnie regulowaną siła minimalną i maksymalną. Istota rozwiązania sprowadza się do uproszczenia układu wymuszającego. Zmiana częstotliwość odbywa się
poprzez regulację prędkości obrotowej w zakresie od kilku do kilkunastu Hz. Zakres obciążenia (max. 2 kN)
umożliwia badanie większości materiałów konstrukcyjnych.
Zastosowanie w praktyce
Wykorzystanie proponowanego stanowiska badawczego znacznie obniża koszty badań zmęczeniowych
poprzez zmniejszenie zakresu stosowanych obciążeń z jednoczesnym zastosowaniem uproszczonego
układu obciążającego w stosunku do stanowisk standardowych. Możliwe jest wyznaczanie własności zmęczeniowych materiałów konstrukcyjnych przy realizacji badań z wykorzystaniem minipróbek.
Zmiana wartości amplitudy naprężenia realizowana jest w zakresie bardzo małych odkształceń minipróbki.
Ponadto, dzięki wyposażeniu stanowiska w połączenie śrubowe, możliwa jest płynna regulacja naprężenia
minimalnego.
Uniwersalność zakresu stosowanych obciążeń wynika z szybkiej wymiany układu podatnego na zestaw
sprężyn o innej sztywności dając możliwość badania próbek wykonanych z materiałów o różnych własnościach wytrzymałościowych.
Obciążenia działające na podzespoły maszyn i urządzeń najczęściej zmieniają się w czasie (obciążenia
zmęczeniowe). Powodują bardzo złożone zjawiska zmian materiału uwarunkowane względami materiałowymi, geometrycznymi, rodzajem obciążenia i środowiskiem. Realizacja badań na proponowanym stanowisku badawczym umożliwia weryfikację własności zmęczeniowych materiału konstrukcyjnego. Dzięki zastosowaniu minipróbek, zakres identyfikacji materiału rozszerza się na elementu konstrukcyjne, z których
niemożliwe jest pobranie próbek normatywnych. Przykładem są profile kształtowe produkowane ze stopu
aluminium. Ponadto, w przypadku pobierania materiału z obiektu eksploatowanego, prowadzenie badań
na małych próbkach zmniejsza ingerencję w strukturę konstrukcji.
VERTE
Projekt Współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Stanowisko do badań zmęczeniowych minipróbki
w warunkach zmiennych obciążeń jednoosiowych
KONTYNUACJA ZE STRONY 1.
a)
b)
Stanowisko badawcze: a) wykres realizowanego obciążenia i schemat kinematyczny, b) widok rzeczywisty
Potencjalni odbiorcy
Przedsiębiorstwa produkcyjne niedysponujące dostępem do laboratoriów badawczych nie mają możliwości wyznaczania charakterystyki zmęczeniowej dla stosowanych materiałów. Natomiast zewnętrzne prowadzenie badań generuje wysokie koszty wynikające z kosztu stanowisk i czasu realizacji. Rozwiązaniem
alternatywnym jest stosowanie mniejszego zakresu obciążenia (małe pole przekroju badanej próbki). Dzięki temu możliwe jest zastosowanie proponowanego (uproszczonego) układu obciążającego, który obniża
koszty produkcyjne stanowiska badawczego wpływając bezpośrednio na koszty badań.
ul. Ks. A. Kordeckiego 20, 85-789 Bydgoszcz | wspolpraca.utp.edu.pl
Bezpłatny materiał informacyjny