Образец для исследования остаточных напряжений, возникающих при литье

 

ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ЛИТЬЕ, содержащий замкнутый наружный контур в виде многоугольника и стяжку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений , образец снабжен дополнительными стяжками, наружный контур имеет форму правильного многоугольника, а стяжки одним концом соединены с вершинами, другим - с геометрическим центром многоугольника , причем наружный контур и стяжки имеют Б поперечном сечении форму круга большего и меньшего диаметров соответственно . § N СО 00

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1104380

g g G 01 N 3/18; В 22 D 2 00 фГ ";- ЩЧ » > e

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ@ ,:1

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С0

CO (21) 3579107/22-02 (22) 11.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) Л. Н. Коцюба, В. В. Клименко, В. А. Денисов и И. Е. Блохин (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт тяжелого машиностроения (53) 620.113.8 (088.8) (56) 1. Усадочные процессы в сплавах и отливках. Киев, «Наукова думка», 1970, с. 57

2. А. Втишка и др. Теоретические основы литейной технологии. Пособие для Вузов, Киев, «Вища школа», 1981, с. 267, рис. 226, образец 3. (54) (57) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ЛИТЬЕ, содержащий замкнутый наружный контур в виде многоугольника и стяжку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, образец снабжен дополнительными стяжками, наружный контур имеет форму правильного многоугольника, а стяжки одним концом соединены с вершинами, другим — с геометрическим центром многоугольника, причем наружный контур и стяжки имеют в поперечном сечении форму круга большего и меньшего диаметров соответственно.

1! 04.380!

25

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для определения склонности различных марок стали и сплавов к образованию в них остаточных напряжений, возникающих при литье

Известен образец, выполненный в виде полукольца и диаметральной тонкостенной перемычки, в котором останочные напряжения определяются по изменению диаметра полукольца после разрезания перемычки (1)

Недостатком образца является наличие в нем двух видов деформации: растяжения, сжатия в перемычке и растяжения, сжатия и изгиба в полукольце. Это приводит к тому, что релаксация напряжений в полукольце протекает по иному, чем в перемычке. Кроме того, в полукольце создается градиент напряжений в его поперечном сечении, что существенно влияет на величину его деформации после разрезания и, соответственно, на точ ность оп редел е ни я на п ря же ни я.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является образец, включающий замкнутый наружный контур в виде многоугольника и стяжку. Этот образец позволяет повысить точность измерений остаточных напряжений в силу его симметрии (2).

Однако выполнение наружного контура в виде полки и основания, образующих в сечении тавр, приводит к формированию в нем изгибающих напряжений, что снижает точность измерений. Кроме того, неправильный наружный контур и наличие только одной стяжки приводит к формированию сложной картины остаточных напряжений в образце.

Целью изобретения является повышение точности измерений остаточных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что образец для исследования остаточных напряжений, возникающих при литье, включающий замкнутый наружный контур в виде многоугольника и стяжку, согласно изобретению, снабжен дополнительными стяжками, наружный контур имеет форму правильного многоугольника, а стяжки одним концом соединены с вершинами, другим — с геометрическим центром многоугольника, причем наружный контур и стяжки имеют в поперечном сечении форму круга большего и меньшего диаметров соответственно.

На чертеже изображен вариант образца, выполненного в виде равностороннего (правильного) треугольника.

На образце показаны сечения наружного контура 1 и стяжек 2.

Образец отливают в форме. Для определения остаточных напряжений образец необходимо разгрузить, разрезав либо сторону его наружного контура, либо стяжку. При этом образец деформируется, величина относительной деформации измеряется, наприВНИИПИ Заказ 50!О/29

Филиал ППП «Патент», г. мер, тензометрами. Остаточные напряжения находят как произведение модуля упругости исследуемого материала на относительную деформацию.

Если разрезать любые две стороны наружного контура, то в силу симметрии стяжки сдеформируются вдоль своей оси без изгиба. Если же разрезать две любые стяжки, то, поскольку в местах соединений элементов (вершины многоугольника) температурное поле не симметричное по сечению стороны наружного контура, то в ней может возникнуть изгибающий момент, что влияет на точность измерений. Поэтому разрезание сторон наружного контура при замерах является более предпочтительным.

Благодаря тому, что образец для исследования остаточных напряжений, возникающих при литье, имеет в плане замкнутый контур, представляющий собой правильный (равносторонний) многоугольник, оснащенный стяжками, одни концы которых соединены с вершинами его углов, а другие— с геометрическим центром этого многоугольника, здесь отсутствуют промежуточные звенья, посредством которых элементы образца взаимодействуют между собой, все элементы образца взаимодействуют непосредственно друг с другом, все они находятся в одина ковых условиях, а также благодаря тому, что предлагаемый образец не имеет фасонных элементов, т. е. все входящие в него элементы прямолинейны, здесь отсутствуют деформации изгиба. Поперечное сечение сторон наружного контура и стяжек имеет форму круга, что позволяет получить равномерное их охлаждение по сечению, при водящее к устранению изгибающих напряжений. Больший диаметр сечения наружного контура, чем у стяжек, способствует формированию напряжений более высокого уровня.

Изменяя соотношение площадей поперечного сечения наружного контура и стяжек, конструкция образца позволяет исследовать металлы и сплавы, в которых фазовые напряжения превышают температурные, сохраняя при этом знак напряжений в элементах образца.

Благодаря совокупности перечисленных существенных признаков все элементы образца находятся в одинаковых условиях, в них нет деформаций изгиба, поэтому определение с его помощью остаточных напряжений обеспечивает большую надежность, точность, повторяемость по сравнению с остальными образцами моделирующими процессы усадки. Кроме того, при использовании данного образца возможно производить измерения по всем его составляющим, что увеличивает производительность процесса исследования.

Тираж 823 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4