Испытания арматуры на прочность

Поскольку все исследования по влиянию профиля были выполнены без учета начальных прокатных напряжений, в исследованиях НИС Гидропроекта были испытаны две партии гладких образцов диаметром 20 мм стали Ст5, выточенных из стержней периодического профиля диаметром 40 мм. Одна партия (серии 122, 123) подвергалась высокотемпературному отпуску другая (серии 120, 121) не подвергалась. Поскольку первые обрывы наблюдались в захватах, то производился перенаклеп образцов, и испытания продолжались до получения обрыва б рабочей части. Результаты испытаний серий 120-125 приведены. Как и для стержней периодического профиля, концентрация напряжений в захватах привела к заметному снижению усталостной прочности гладких образцов. Так, усталостная прочность образцов серии 123 была на 18% выше, чем образцов серии 122. Наличие дополнительных концентраторов в виде остаточных прокатных и механических (от обработки на станке) напряжений увеличивало влияние концентраций в захватах, и разница в усталостной прочности образцов серий 120 и 121 составляла 26%.

Принятая форма выступов периодического профиля привела к снижению усталостной прочности на 17,0%. При наличии остаточных прокатных напряжений (серия 121) это снижение было еще больше и составило 28%, т. е. совпадало с результатами, полученными другими авторами.

Для сопоставления с расчетными коэффициентами принимаем эффективный коэффициент концентрации, характеризующий геометрию профиля по образцам с отпуском (серии 123 и 114), где исключено влияние дополнительных концентраторов.

Разница между опытным и расчетным значениями коэффициентов составляет 34%. Н.Н.Афанасьев также отмечает превышение расчетного значения эффективного коэффициента концентрации напряжений над опытным и объясняет его в основном влиянием пластических деформаций при переменной нагрузке.

По-видимому, различие в значениях эффективного коэффициента концентрации напряжений и коэффициента концентрации, определяемого расчетом, неизбежно из-за самой их природы.

Действительно, коэффициент концентрации напряжений характеризует лишь характер распределения напряжений в сечении и не учитывает таких факторов, влияющих на усталостную прочность, как вид материала, коэффициент асимметрии, размер и др.