Кривая усталости. Предел выносливости

Для определения предела выносливости материала строят кривую усталости. Для этого берут 10 или более одинаковых, тщательно отполированных образцов и при разной нагрузке (максимальных напряжениях) подвергают их испытанию вплоть до разрушения. Наиболее распространенным является испытание при симметричном цикле, так как оно легко осуществимо. Для этого образец подвергается изгибу и вращается. Каждый поворот образца обеспечивает однократную смену напряжений, т.е. цикл. Первый образец нагружают значительной нагрузкой и по счетчику оборотов определяют количество циклов, которые он выдержал до разрушения . Для второго образца несколько снижают нагрузку, а следовательно, и и определяют количество циклов . Для третьего образца опять снимают нагрузку, определяют и т.д. для всех образцов. При снижении нагрузки образец может выдержать большее количество циклов, поэтому . После испытаний строят кривую усталости (кривая Велера). По оси ординат откладывают максимальное напряжение, по оси абсцисс - количество циклов (см. рис. 17.4) и соединяют плавной кривой. Эта кривая характерна тем, что, начиная с какого-то напряжения, она идет практически горизонтально. Это означает, что при этом напряжении образец может, не разрушаясь, выдержать бесконечно большое число циклов. Это напряжение называют пределом выносливости.

При симметричном цикле предел выносливости обозначают (так как коэффициент асимметрии R = -1), а при отнулевом - (R =0).

Рис. 17.4

Если стальной образец выдержал циклов, то считается, что он может выдержать их бесконечное количество. Поэтому при достижении опыт прекращают.

Кривые усталости для цветных металлов не имеют асимптот, и ординаты их с ростом числа циклов падают, хотя и не пересекаются с осью абсцисс. Для них базовым является циклов, а определяемый предел называют пределом ограниченной выносливости.