Способ изготовления образца для испытания материала изделия на прочность

 

Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам изготовления образца для испытания материалов изделия на прочность. Цель изобретения - расширение информатив йости испытаний за счет обеспечения испытания образцов из трубчатых изделий как вдоль продольной оси изделия , так и вдоль оси, расположенной под углом к продольной. От трубчатого изделия отрезают цилиндрический элемент 1, отмечают на его поверхности направление оси а-а образца 2, выполняют в элементе 1 прорезь или параллельно оси Г- S элемента 1 , или под углом к ней, или по винтовой линии После этого перемещают стенки 4 и 5 прорези и одновременно измеряют прямолинейность направления оси dl-Q, которое является пространственной кривой по исходной форме элемента 1. Перемещение заканчивают при достижении прямолинейности направления оси а-а. Из элемента вырезают образец 2 и испытывают его на прочность, 2 з.п.ф-лы, 1 табл., 7 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLIHAËÈÑTÈ×ÅÑHÈХ

РЕСПУБЛИК (19> (И) А1 (з1)5 01 и 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4438399/28 (?2) 07,06.88 (46) 15.03.91. Бюл. N !О (71) Московский институт стали и сплавон (72) В.А.Попов, И,Н.Потапов, Н.М. Вавилкин и А.M.Ñòåïàøèí (53) 621.172 ° 24(088.8) (56) ГОСТ 9651-84. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА

ПЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗДЕ.ЧИЯ НА

ПРОЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам изготовления образца для испытания материалов иэделия на прочность. Цель изобретения — расширение информатив ности испытаний эа счет обеспечения

Испытания образцов из трубчатых иэ2 делий как вдоль продольной оси иэделия, так и вдоль оси, расположенной под углом к продольной. От трубчатого изделия отрезают цилиндрический элемент 1, отмечают íà его поверхности направление оси а - о образца 2, вы" полняют в элементе 1 прорезь или параллельно оси е - о элемента 1, или под углом к ней, или по винтовой линии. После этого перемеииют стенки

4 и 5 прорези и одновременно измеряют прямолинейность направления оси д-g, которое является пространственной кривой по исходной форме элемента 1. Перемещение заканчивают при достижении прямолинейности направления оси a -a. Иэ элемента вырезают образец

2 и испытывают его на прочность, 2 з.п.ф-лы, 1 табл. 7 ил.

1635046 соблюдают соотношение сов фь+ Н sinQ — 1 sing+ Н соею — gg D— 1

1 йд(1дд где L — длина образца 2;

Н вЂ” щирина (толщина, диаметр) образца 2;

К вЂ” угол наклона направления (— угол наклона прорези 3 к продольной оси исходного элемента 13

П вЂ” диаметр элемента 1.

0-Окпо р дольиой оси исход- Т.е. прорезь выполняют с углом накло-, ного элемента 45 на к оси элемента ((, + L sing. + Н соФ

+ hn, n = 1,2,3, ° ° ° причем 0 а О() а н /2.

l оси Е-8 элемента 1 по величине от

При углах о наклона направления, s/2 до ю (включая I /2) /2й Ыа м

0 О вырезки образцов 2 к продольной с б д т соотно ние (соБ(Й-О() + Н 81п(ь -0() + (. В(п(Г-ф + Н совК-ф)— л eg(g„egg, Т. е. прорсэь выполняют;о углом наклона к продольной оси элемента

Изобретение относится к испытаниям. материалов, а именно k способам изготовления образца для испытания материала изделия на прочно-.ть. 5

Цель изобретения — расширение информативности испытания за счет обеспечения испытания образцов из трубчатых изделий как вдоль продольной оси изделия, так и вдоль оси, рас-10 положенной под углом к продольной.

На Аиг. 1 приведен элемент с прорезью под углом к продольной оси; на фиг. 2 - то же, после перемещения; на фиг. 3 — то же, с продольной прорезью; на фиг. 4 — то же, после перемещения: на фиг. 5 — то же, с прорезью по винтовой линии;.на фиг.

Ь вЂ” то же, после перемещения; на фиг. 7 — вырезка образца из элемента. 20

Способ осуществляют следующим образом.

От трубчатого изделия отрезают цилиндрический элемент t, отмечают на его боковой поверхности направление 0-0 оси Q — - о образца 2, выполняют в элементе 1 прорезь 3 по его лине, при этом прорезь 3 может быть выполнена вдоль продольной оси 5 — E эле.мента 1 (иэделие), под тлом ® к ней 30 или по винтовой линии с углом гл ее начо клона. После этого перемещают стенки 4 и 5 прорези 3 н одновременно измеряют прямолинейность направления p — 0 оси

4-(4, которая является пространственноГ íÂîÀ ва исходном элементе 1. Перемеще35 ние заканчивают при достижении прямолинейности указанного направления 0-0.

Далее из полученного распрямленного элемента 1 вырезают образец, осьц(-О кото1)ого соответствует направлению 0-0.

При перемещении стенок 4 и 5 прорези возможно как параллельное их перемещение, так и перемещение с поворотом стенок вокруг оси перпендикулярной стенкам и направлению их перемещения.

После перемещения в направлении

0-0 вырезают образец 2. При изготовлении многих образцов 2 из. элементов

1, отрезанных от одного иэделия, и вырезки образцов 2 под разньии углами Кпоявляется возможность выявления анизотропных свойств материала исходного изделия.

В случае выполнения прорези 3 вдоль оси S- g перемещение ее стенок

4 и 5 осуществляют вдоль этой оси с сохранением параллельности ее при развороте стенок 4 и 5, При выполнении прорези по винтовой линии, которую необходимо выполнить в случае, когда образец не размещается на элементе изделий малого диаметра, при величинах углов О(, наклома направления 0-0 вырезки образцов 2 к продольной оси О -с) элемента, лежащих в пределах от 0 до н /2

0 Й0(й/2!

63504б

Я)о sin0(t Н созК1 (p(arrt8 . - — )iоп, n =- 1, ?, 1.. о- L sing — ° < оsО(55

Об ((оос и /2.

Элемент деформируют с перемещением краев прорези параллельно продольной оси исходного элемента до достижения прямолинейности отмеченного направления.

Возможно перед деформацией элемента 1 с прорезью 3 осуществлять его нагрев до температуры горячей обработки металлов давлением. В этом случае отрезают элемент 1 длиной не менее Leos 0(+ csin М, отмечают на нем направление вырезки образцов 2 и выполняют на элементе прорезь 3. После этого элемент 1 с прорезью 3 нагревают до температуры горячей обработки металлов давлением и деформируют его до достижения прямолинейности отмеченного направления 0 — 0. Затем из элемента 1 в отмеченном направлении вырезают образцы 2 и проводят их испытания.

Пример !. От трубы из стали

ЗОХГСА диаметром 98 мм н с толщиной стенки 10 мм, полученной с применением станов винтовой прокатки, отрезают 18 цилиндоических элементов 1 плиной 120 мм. После этого на поверхности элементов наносят риски, причем на первом элементе 1 ее наносят под углом 10 к продольной oñè — 3 элемента 1, на втором — под углом

20о, на третьем — под углом 30 и о т.д., на восемнадцатом элементе риску наносят по образующей элемента, т.е. под углом 130 (или, что то же о самое, пол углом 0 ) к его продольо ной оси б — 3. На элементе 1 выполняют о прорезь 3 под углом 20 к его продольной оси. Участки элемента, прилегающие к прорези, закрепляют в захватах испытательной машины "Инстрон" и производят деформацию элемента до достижения прямолинейности отмеченного риской направления. При этом направление перемещения стенок 4 и 5 совпадает с продольнои осью исходного элемента. Из образовавшейся поверхностй на участке, отстоящем от стенок

4 и 5 на расстоянии 30 мм, в отмеченнок риской направлении О -P pns испы-. тания растяжением вырезают образцы 2 с начальной длиной (L) 55 мм и диаметром (d ° ) 5 мм. Диаметр утолщенной части образца (Н). 1 мм (в соответст)

10 !

?О

1 ствии с ГОСТ 1497-84). Таким образом получают образцы, вырезанные из трубы под углами от О до 180о к ее продольной оси с шагом 0 °

Затем проводят серию испытаний полученных образцов растяжением.

Пример 2. Трубу из стали

45Г2 диаметром 108 мм н со стенкой толщиной 12 мм получают на станах винтовой прокатки. Длина трубы

4000 мм. От трубы отрезают 18 элементов длиной по 50 мм, приняв при этом длину (1-) образца 2 для испытаний на растяжение 44 мм, а начальный диаметр (d y) 4 мм. Диаметр головки образца (Н) 9 мм.

На каждом элементе 1 рискуй отмечают направление () - Q последующей вырезки образцов. На первом элементе оно наклонено к orè трубы на 10, на втором — на 20, на третьем — на 30 о о и т.д., на восемнадцатом — на 180 о (О ), т. е. параллельно продольной оси труби. После этого на элементах

t выполняют прорезь 3 по образующей поверхности. Затем участки элемента 1, прилегаюк(ие к прорези 3, закрепляют в захватах испытательной машины с обеспечением принудительного поворота стенок 4 и 5 вокруг оси, перпендикулярной продольной оси элемента 1 с прорезью и перпендикулярной самим стенкам 4 н 5. Далее элемент 1 леформируют с разведением стенок 4 и 5

B противоположные направления и нх разворотом на угол, равный по величине. углу между отмеченным на элементе

1 направлением 0-0 и его продольной осью о — о . При этом сохраняют парал- лельность образующей поверхности элемента и направления перемещения стенок 4 и 5. Деформацию прекращают при постижении прямолинейности отмеченного .направления 0- 0 . Затем в отмеченном направлении 0 - 0 вырезают образцы 2, размеры которых укаэачы вьие.

Из каждого элемента вырезают 1О образцов.

Таким образом, получают образцы 2 для испытания растяжением, вырезанные в направлениях, расположенных с marou 10 в диапазоне углов 0-180 к продольной оси 3 - .

163504Г>

11 p H M e p 3. Ha cTaaax sHHToaoA TPa beM — 30 и т.А, на soceMHaolua прокатки получают трубу диаметром том — 180 (Ое). Рассчитывают макси(Dg) 168 мм и со-стенкой толщиной мально возможный угол Ч наклона проо

8 мм длина трубы 6000 м». Матеоиал

Ф

5 рези 3 по винтовой линии к продольтрубы — сталь 50Х. От трубы отрезают ной оси элемента 1 для отмеченных

18 цилиндрических элемечтов 1 длиной направлений, приняв длину (1.) образ300 мм кажлый. На поверхности эле- ца 2 для испытаний на растяжение 33 мм, ментов 1 нанесением риски отмечают начальный диаметр (ds) 3 мм, диаметр направление О- 0 в котором предсто- 10 (Н) утолщенной части на концах 7мм. ит вырезать образцы 2 для испытаний: Расчет ведут по форм лам (задавана первом элементе — 10 к продольной лись, что е /2 < Q c я ): оси элемента; на втором — 20 на о прн Э МЛ/2

sin OL+ Н cos N — 6 0о1

CD (arctg )+gn) n 1) 2 3) ° ° °, -то 1 cosy — Н sin Ñ при Иl? < и

Н соз® " " и = 1 2 3 то Н зЫQ- 1 сosK

Для направления, отмеченного под угол наклона прорези рассчитывают углом 80 к продольной оси элемента, по формуле

<0o + 1- sin5 + H cosa)

gcarctg йн и, и 1, 2, 3 о- 1 cosÎ(+ H singe

0 q и/г

Для напвавлений, отмеченных поп углами 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, расчет угла наклона прорези

30 ведут по формуле о 1 s пО(+ Н соsg (> « агсС8» sin 0< — g У „n, 1, Способ изготовления образца для испытания материала изделия на прочностьр по которому отрезают эле 55 мент от изделия, отмечают на его поверхности направление оси образца элемента.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что прорезь выполняют по винтовой линии.

0 (g, Т/2, /

Результаты сведены в таблице °

Под раасчитаниычи максимально возможными соответствующими угламиЯ на элементах 1 выполняют прорези 3.

Закрепив в захватах машины концевые 40 витки образовавшихся поверхностей, проводят деформацию элементов 1 с разведением стенок 4 и 5 прорези 3 параллельно продольной оси Π— о исходного элемента 1 до достижения пря- 45 молинейности отмеченных направлений

0-0. После этого вырезают образцы 2

s отмеченных направлениях 0 — Ои проводят их испытание растяжением.

Формула изобретения и вырезают образец по данномч направлению, отличающийся тем, что, с целью расширения информативности за счет обеспечения испытания образцов из трубчатых изделий как вдоль продольной оси иэделия, так и вдоль оси, расположенной под углом к продольной от изделия отрезают цилиндрическйй элемент, выполняют в нем прорезь по его длине, перемеща ют стенки прорези и одновременно измеряют прямолинейность направления оси а перемещение заканчивают при достижении прямолинейности укаэанного направления.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что прорезь и перемещение ее стенок выполняют вдоль оси

9 1635046 1О а, град 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 11О 120 130 140 150 160 170 О

Ср, град 93,5 93,2 92,8 92,4 91,8 91,2 90>5 88,7 90,7 90,1 &7,9 87,4 86,9 86>6 &6,4 86,3 86,3 93,6 с юг.1

1635046

Составитель Г. Ротницкий

Техред И.Дщ мк Корректор М. Иаксимиыинец

Редактор М. Петрова

Заказ 750 Тирам 392 Поднисное

ВЯИИПИ ГосударственногЬ комитета по изобретениям и открнтинм пр ГЕНГ СССР

113035, Москва, %-35, Рауискал наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. )огород, ул. Гагарнйа, 101