Способ определения потери пластической устойчивости
Изобретение относится к испытательной технике. Сущность: деформируют образец материала и регистрируют момент потери пластической устойчивости. Регистрируют максимальную температуру на рабочем участке образца материала. Строят графическую зависимость изменения максимальной температуры от степени деформации, а момент начала потери пластической устойчивости устанавливают по резкому повышению температуры на закритической стадии деформирования. Технический результат: повышение точности испытаний. 1 ил.
Изобретение относится к определению механических свойств материалов, а именно к способам определения потери пластической устойчивости.
Известен способ определения потери пластической устойчивости материалов, заключающийся в деформировании образца материала и фиксировании максимального усилия, соответствующего потере пластической устойчивости [Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Изд. 3-е, перераб. и доп. В двух частях. Часть вторая. Механические испытания. Конструкционная прочность. - М.: Машиностроение, 1974. - С.24, 26].
Недостатком данного способа является невысокая точность измерений, обусловленная неоднозначностью определения усилия на диаграмме нагружения для пластичных материалов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ определения потери пластической устойчивости, согласно которому деформируют образец материала, записывают голографические интерферограммы образца материала и регистрируют момент потери пластической устойчивости по снижению контраста интерференционных полос [Новопашин М.Д., Сукнев С.В., Иванов А.М. Упругопластическое деформирование и предельное состояние элементов конструкций с концентраторами напряжений. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - С.71 (прототип)].
Недостатком известного способа является невысокая точность измерений, связанная с тем, что определение потери пластической устойчивости материалов производится визуально по снижению контраста интерференционных полос.
Задачей предложенного способа является повышение точности определения потери пластической устойчивости при испытании образцов из пластичных материалов.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе определения потери пластической устойчивости, заключающемся в деформировании образца материала и регистрации потери пластической устойчивости, согласно изобретению регистрируют максимальную температуру на рабочем участке образца материала, строят графическую зависимость изменения максимальной температуры от степени деформации, а момент начала потери пластической устойчивости устанавливают по резкому повышению температуры на закритической стадии деформирования.
Заявляемое техническое решение обеспечивает регистрацию повышения температуры образца материала при потере пластической устойчивости, обусловленного ростом скорости деформирования в зоне локализованной пластической деформации (шейке).
Способ осуществляется следующим образом.
Образец материала устанавливают в захватах разрывной машины. Образец деформируют, регистрируют изменение усилия и максимальной температуры образца материала на рабочем участке. Момент начала потери пластической устойчивости устанавливают по резкому повышению температуры на закритической стадии деформирования, обусловленному ростом скорости деформирования в зоне локализованной пластической деформации.
Пример.
Пропорциональные плоские образцы типа I (ГОСТ 1497-84) из низколегированной стали 18Г2С с размером рабочей части 65×15×2,4 мм испытывались на одноосное растяжение с помощью испытательной машины "Instron 1195", при этом скорость нагружения составила 8,3·10-5 м·с-1. В качестве приемника теплового излучения использовался тепловизор «Termovision 550» фирмы «Agema» с точностью определения температуры ±0,1 К.
В процессе нагружения следили за изменением максимальной температуры с локального участка образца, включающего место будущей локализации деформации и разрушения. Строили диаграмму деформирования и график зависимости изменения максимальной температуры образца ΔT от степени деформации ε. Наступлению предельных состояний материала соответствуют перегибы на температурной кривой «ΔТ-ε». С точки С', соответствующей переходу от стадии упрочнения к закритической стадии (потеря устойчивости пластической деформации), наблюдается резкое повышение температуры. Пластические деформации концентрируются в локальной зоне, образуя "шейку" в образце.
Таким образом, эксперименты по деформированию образца показали, что начало потери пластической устойчивости можно определить по резкому повышению температуры на закритической стадии деформирования, обусловленному ростом скорости деформирования в зоне локализованной пластической деформации.
Способ определения потери пластической устойчивости, заключающийся в том, что деформируют образец материала и регистрируют момент потери пластической устойчивости, отличающийся тем, что регистрируют максимальную температуру на рабочем участке образца материала, строят графическую зависимость изменения максимальной температуры от степени деформации, а момент начала потери пластической устойчивости устанавливают по резкому повышению температуры на закритической стадии деформирования.
