Предел выносливости
Для испытаний на выносливость изготавливается партия совершенно одинаковых стержневых образцов, которые подвергают переменному растяжению-сжатию, изгибу или кручению. Форма образцов зависит от вида деформации.
Наиболее распространены испытания на переменный изгиб при симметричном цикле. Первый образец из партии испытывается при , второй – при несколько меньшем и т.д., пока очередной образец не выдержит базового числа циклов нагружения.
Под базовым числом понимается число циклов, до которого ведется испытание (для углеродистых сталей и чугунов 107 циклов, для цветных металлов и высокопрочных сталей в 5…10 раз больше).
Обработка результатов испытаний состоит в построении кривой усталости (кривой Вёлера) в координатах максимальное напряжение smax – число циклов до разрушения N. Каждому разрушенному образцу соответствует точка на диаграмме.
Если кривую усталости перестроить в двойных логарифмических координатах, то для углеродистых сталей и чугунов она будет представлена двумя прямыми линиями:
Величина smax, соответствующая горизонтальному участку диаграммы, называется пределом выносливости. Предел выносливости – это наибольшее значение напряжения, при котором образцы не разрушаются при любом, сколь угодно большом числе циклов нагружения.
Для цветных металлов и высокопрочных сталей горизонтального участка, как правило, не наблюдается:
В таких случаях принимается условный предел выносливости. Условный предел выносливости – это наибольшее напряжение, при котором образцы не разрушаются, достигнув заданного числа циклов.
Предел выносливости обозначается через sR, где индекс R соответствует коэффициенту асимметрии цикла. Для симметричного цикла предел выносливости обозначается s–1, для пульсационного – s0. Условный предел выносливости обозначается sRN, где N – база испытаний.
Установлено, что при переменном растяжении-сжатии предел выносливости меньше, чем при переменном изгибе. Это связано с тем, что при продольном нагружении всё сечение подвергается одинаковым напряжениям, а при изгибе максимальное напряжение достигается в крайних волокнах.