Виды испытаний. Объекты экспериментальных исследований
В ряде случаев опытному изучению подвергаются отдельные конструкции, их узлы, целые сооружения или их модели. В этих испытаниях проверяются расчетные формулы и схемы, фактическое распределение напряжений в опасных сечениях, выявляются опасные зоны или участки, устанавливается степень надежности сооружения или конструкции.
В связи с различным использованием материалов на практике созданы разнообразные виды и методы испытаний.
Виды испытаний можно классифицировать следующим образом:
1) По характеру воздействия:
- кратковременные испытания;
- длительные испытания.
2) По виду напряженного состояния:
- испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез;
- испытания в условиях сложного напряженного состояния.
3) Технологические испытания:
- испытания для контроля пластичности;
- измерение твердости;
- испытание на вытяжку.
4) Испытание переменной нагрузкой:
- испытание на выносливость;
- испытание на малоцикловую усталость.
5) Испытание ударом:
- испытание на ударное растяжение;
- испытание изгибом на ударную вязкость;
- испытание поворотным ударом.
6) Натурные испытания:
- испытание на стендах;
- испытание готовых изделий.
Объекты, исследуемые для решения задач прочности и ресурса (табл. 1), образуют условный хронологический ряд по этапам создания машины. На основе принятых для машины и ее агрегатов расчетных условий и критериев прочности и ресурса определяют минимальные объемы испытания стандартных образцов материалов и полуфабрикатов (Ост, Оп) для уточнения базовых характеристик и зависимостей в условиях, близких к реальным ожидаемым условиям эксплуатации узла.
Экспериментальные исследования образцов-соединений (Ос), как стандартных, так и специальных, дают базовые характеристики и сравнительные данные о новых видах и технологиях соединений. Эти данные анализируют совместно с данными о жесткости, прочности, усталости и о массовых характеристиках известных соединений.
В разработке соединений, отдельных деталей, узлов, агрегатов и силовых конструкций в целом используют физические модели (Мс, Ма, Мк) и макеты.
Таблица 1
Наименование объектов экспериментальных исследований | Обозначение | Решаемые задачи |
Стандартные образцы | Ост | Механические, упругие, жесткостные, усталостные, коррозионные характеристики, ползучесть и др. |
Образцы полуфабрикатов | Оп | Характеристики изгиба, сдвига, смятия, отрыва, потери устойчивости, теплопрочности полуфабрикатов |
Образцы соединений | Ос | Характеристики прочности, усталости, ползучести болтовых, заклепочных, сварных, клеевых, композиционных и других соединений |
Модели соединений | Мс | Исследование на упруго- или конструктивно подобных моделях силовых потоков, НДС, перемещений, проверка приближенных теоретических расчетов, оптимизация конструкций на основе параметрических исследований |
Модели агрегатов и узлов | Ма | |
Модели силовой | Мк | |
Полунатурные элементы конструкции: панели, стыки, детали, рамы, опоры, и др. | Нд | Исследование несущей способности, силовых потоков, НДС, перемещений, остаточных деформаций и напряжений, теплопрочности, выносливости, остаточной прочности и долговечности, динамики, ударных воздействий, вибро- и акустической прочности, коррозии и других воздействий на конструкции |
Натурные агрегаты и узлы | На | |
Натурная силовая | Нк | |
Натурная машина | Н | Исследование спектра нагрузок, реальных напряжений, долговечности, вибраций, коррозии, старения и других параметров в эксплуатации |
НДС – напряженно-деформированное состояние
Каримов, И. Лекция 1 (продолжение). Виды испытаний материалов / И. Каримов // Сопротивление материалов : электронный учебный курс для студентов очной и заочной формы обучения. – URL: https://soprotmat.ru/vved1.htm (дата обращения: 04.10.2025).