Способ определения модуля упругости материала

 

Изобретение касается испытаний конструкционных материалов и используется для определения модуля упругости металлов и их сплавов при различных температурах. Цель изобретения - повьппение точности. Это достигается за счет исключения влияния внутренних напряжений в образце на частоту собственных колебаний путем обработки поверхности резанием на режиме , минимизирующем изменение собственной частоты продольных колебаний , и последующего отжига, температуру и длительность которого определяют из условия получения наибольшего изменения частоты после отжига при минимальной температуре. Изготовленный образец обрабатывают резанием на нескольких режимах для определения режима, меньше всего изменяющего частоту . На этом режиме обрабатывают поверхность партии образцов, для нахождения режима отжига, дающего наибольшее изменение частоты. Образец, подвергнутый отжигу на этом режиме, используют для определения модуля упругости при данной температуре по его частоте и линейным размерам. 1 табл. с S сл о :о ел ND 00 -4j

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) SU (II) (50 4 С 01 И 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ь .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::3.

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3930626/25-28 (22) 05.06.85 (46) 07.03.87. Бюл. 119 9 (72) П.К.Янышев и А.П.Янышев (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 807130, кл. G 01 N 3/32, 1979.

Авторское свидетельство СССР

119 244681, кл. G 01 N 11/16, 1968. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛА (57) Изобретение касается испытаний конструкционных материалов и исполь". зуется для определения модуля упругости металлов и их сплавов при различных температурах. Цель изобретения — повышение точности. Это достигается за счет исключения влияния внутренних напряжений в образце на частоту собственных колебаний путем обработки поверхности резанием на режиме, минимизирующем изменение собственной частоты продольных колебаний, и последующего бтжига, температуру и длительность которого определяют из условия получения наибольшего изменения. частоты после отжига при минимальной температуре ° Изготовленный образец обрабатывают резанием на нескольких режимах для определения режима, меньше всего изменяющего частоту. На этом режиме обрабатывают поверхность партии образцов. для нахождения режима отжига, дающего наибольшее изменение частоты. Образец, подвергнутый отжигу на этом режиме, используют для определения модуля упругости при данной температуре по его частоте и линейным размерам. 1 табл.

1 295287

S, мм/об. и об/мин

560 900 1120 1400 1800 2240 2800

0,088 85,6

83,1 77,8

72,1

68,3

57,0 52,4

0,108 29,6 24,2 20,8 14,5 9,0 -0,8 -2,7

0,133 -65,0 -81,8 -91,2 -94,6 -101,3 -117,8 -143,9

Изобретение относится к области испытаний конструкционных материалов и может быть использовано при определении модулей упругости металлов и их сплавов. 5

Цель изобретения — повышение точности, Это достигается за счет исключения влияния внутренних напряжений в образце на частоту собственных колебаний путем обработки поверхности образца резанием на режиме, минимизирующем изменение собственной частоты продольных колебаний, и последующего

f5 отжига, температуру и длительность которого определяют из условия получения наибольшего изменения частоты после отжига при минимальной температуре.

Способ осуществляют следующим об20 разом.

Изготавливают стержневой образец из исследуемого материала, например, в форме цилиндра. Для этого образца подбирают режим резания, например то- 25 чения, который приводит к минимальному изменению частоты собственных колебаний после обработки. Для этого до обработки возбуждают в образце продольные колебания и измеряют их

На найденном режиме вновь проводят обработку поверхности образца и 45 измеряют частоту собственных колебаний после чистовой обработки.

Затем производится определение режима стабилизирующего отжига. Для этого изготавливают партию образцов 50 с поверхностью, обработанной резанием на найденном режиме, измеряют собственные частоты продольных колебаний этих образцов и подвергают образцы отжигу при различных значениях температуры отжига и нескольких длительностях их термообработки, после. чего вновь определяют их частоты собственных колебаний. За искомый режим частоту,, а затем. проводят обработку поверхности резанием на различных режимах, измеряя после каждого этапа обработки собственную частоту образца.

Процесс обработки конструкционных материалов резанием сопровождается как силовым, так и тепловым воздействием на обрабатываемую заготовку. Силовое воздействие вызывает образование сжимающих внутренних напряжений, а тепловое — растягивающих . Это позволяет подобрать чистовой режим обработки, при котором силовое и тепловое воздействия взаимно компенсируются, т.е. изменений в поверхностном слое не образуется. Так, для стали 40 такой режим составляет: t=0 12 мм/ст, S=0 108 мм/об„, v=46 м/мин, при этом увеличение скорости резания и подачи сопровождается уменьшением сжимающих внутренних напряжений, а глубины резания увеличением, которые можно оценить по приращению частот собственных колебаний заготовок после обработки

В таблице приведены данные для заготовок диаметром 6,4 мм. стабилизирующего отжига принимают такой, который дает наибольшее изменение собственной частоты колебаний.

Например, для стали 40 получены темо пература отжига 550 С и длительность

130 мин.

У образца, подвергнутого такому стабилизирующему отжигу, измеряют длину и частоту собственных продольных колебаний и по этим данным определяют модуль упругости материала.

Использование предлагаемого способа для определения модуля упругости металлов и их сплавов в широком температурном диапазоне позволяет повы1295287

Составитель Н.Тимошенко

Техред М.Ходанич Корректор М. Пожо

Редактор Е.Папп

Заказ 611/50 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д .4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4 сить точность определения истинного модуля упругости конструкционного материала для данной температуры, так как это определение производится по частоте, которая является надежно воспроизводимой и по самому способу подготовки образца к эксперименту— наиболее стабильной для данного материала.

Формула изобретения

Способ определения модуля упругости материала, заключающийся в том, что в образце возбуждают продольные колебания на собственной частоте и измеряют эту частоту, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно обраЬа5 тывают поверхность образца резанием на режиме, выбранном из условия, что-. бы изменение частоты собственных колебаний после обработки было минимальным, и проводят стабилизирующий отжиг образца, температуру и длительность которого выбирают из условия получения наибольшего приращения собственной частоты после отжига при минимальной температуре, обеспечивающей это приращение.