Способ статического механического испытания сталей и сплавов в сложнонагруженном состоянии

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, преимущественно к испытаниям материалов, и может использоваться при контроле качества сталей и сплавов. Сущность: осуществляют сплющивание трубного образца между двумя гладкими жесткими параллельными плоскостями с постоянной скоростью. Испытание производится до разрушения образца, во время испытания записывается диаграмма зависимости приложенной к образцу нагрузки от деформации образца, по которой определяются следующие характеристики образца: модуль упругости при сплющивании, предел пропорциональности при сплющивании, предел текучести при сплющивании, временное сопротивление разрушению при сплющивании, максимальная деформация при образовании первой трещины, а также кинетика разрушения, характеризующая степень вязкости разрушения. Технический результат: возможность расширить количество оцениваемых механических характеристик, определяемых при испытании на сплющивание, при сохранении низкой ресурсоемкости, трудоемкости и стоимости испытаний. 1 ил.

 

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, преимущественно к испытаниям материалов, и может использоваться при контроле качества сталей и сплавов.

Известен метод испытания на растяжение (ГОСТ 1497-84), заключающийся в одноосном растяжении образцов с постоянной скоростью до их разрушения с записью диаграммы растяжения, по которой определяются основные механические характеристики образца. Но для испытаний по этому методу необходимо изготовление образцов относительно больших размеров, относительно сложной формы с относительно высокими требованиями к точности их изготовления и качеству поверхности, что обуславливает повышенную ресурсоемкость, трудоемкость и стоимость изготовления образцов. Кроме того, данный метод не позволяет проводить испытания образцов в сложнонагруженном состоянии, и при испытании образцов из хрупких материалов метод испытания на растяжение не позволяет оценить степень пластичности последних.

Также известен метод испытания труб на сплющивание (ГОСТ 8695-75), подразумевающий испытание сложнонагруженных образцов, заключающийся в сплющивании с постоянной скоростью трубного образца между двумя параллельными гладкими жесткими плоскостями до заранее установленной величины. После чего производится визуальный контроль отсутствия трещин на внешней и внутренней поверхностях образца. Но данный метод не позволяет определять и сравнивать механические характеристики образцов. Кроме того, точность метода определяется субъективными особенностями оператора, так как контроль трещин производится визуально, что обуславливает низкую точность измерений.

Для устранения указанных недостатков предлагается способ статического механического испытания сталей и сплавов в сложнонагруженном состоянии с использованием записи диаграммы нагружения образца во время его испытания, по которой определяются основные механические свойства образца.

Указанный технический результат обеспечивается заявляемым способом статического механического испытания сталей и сплавов в сложнонагруженном состоянии, включающим сплющивание трубного образца между двумя гладкими жесткими параллельными плоскостями с постоянной скоростью до разрушения образца, записью диаграммы нагружения и определением по ней механических характеристик образца: модуля упругости, предела пропорциональности, предела текучести, временного сопротивления разрушению и максимальной деформации при образовании первой трещины.

Предлагаемый способ был реализован при испытаниях образцов из стали 30ХГСА после различных видов ее термической обработки. Цилиндрические трубные образцы изготавливались в соответствии с ГОСТ 8695-75 и имели следующие размеры: внутренний диаметр - 10 мм, наружный диаметр - 12 мм, толщина стенки - 1 мм, длина - 15 мм. Испытание образцов на сплющивание производилось на испытательной машине INSTRON 3382K7046 со скоростью 1 мм/мин. Во время испытаний производилась запись диаграммы нагружения (см. фиг.1), по которой рассчитывались следующие механические характеристики: модуль упругости при сплющивании (Ес), условный предел текучести при сплющивании (σ0,2.с), предел прочности при сплющивании (σв.с), максимальная деформация при образовании первой трещины (Δmax.c), а также оценивалась степень вязкости разрушения по количеству трещин до разрушения, снижению нагрузки во время распространения трещины и по деформации между трещинами.

Так как предлагаемый способ испытаний подразумевает сложный характер нагружения, то полученные значения механических свойств не представляется возможным перевести в значения традиционных характеристик (σв, σ0,2, ψ, δ, Ε и т.д.), но их можно использовать для качественного сравнения механических свойств образцов.

Предлагаемый способ позволяет расширить количество оцениваемых механических характеристик, определяемых при испытании на сплющивание, при сохранении низкой ресурсоемкости, трудоемкости и стоимости испытаний.

Способ статического механического испытания сталей и сплавов в сложнонагруженном состоянии, включающий сплющивание трубного образца между двумя гладкими жесткими параллельными плоскостями с постоянной скоростью, отличающийся тем, что испытание производится до разрушения образца, во время испытания записывается диаграмма зависимости приложенной к образцу нагрузки от деформации образца, по которой определяются следующие характеристики образца: модуль упругости при сплющивании, предел пропорциональности при сплющивании, предел текучести при сплющивании, временное сопротивление разрушению при сплющивании, максимальная деформация при образовании первой трещины, а также кинетика разрушения, характеризующая степень вязкости разрушения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению изменения длительной прочности бетона во времени эксплуатируемых под нагрузкой в условиях внешней агрессивной среды бетонных и железобетонных конструкций.

Изобретение относится к дефектоскопии изделий из конструкционных материалов, находящихся в длительной эксплуатации. .

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для исследования электромагнитного излучения (ЭМИ) образцов горных пород при их разрушении. .

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения механических свойств строительных и дорожных материалов, в том числе армированных грунтов, в условиях сложного напряженно-деформированного состояния.
Изобретение относится к методам неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для контроля качества и диагностики технического состояния деталей. .

Изобретение относится к физико-механическим испытаниям материалов и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях. .

Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических характеристик материалов и может применяться в качестве технологической оснастки в авиастроении, судостроении и других отраслях машиностроения.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к стендам для испытания стальных канатов на выносливость. .

Изобретение относится к установке для проведения статических и динамических испытаний деталей. .

Изобретение относится к области оценки технического состояния конструкций и может быть использовано для определения механических напряжений, например, в стальных трубопроводах надземной прокладки.

Изобретение относится к механике разрушения твердых тел и может быть использовано при определении прочностных свойств композиционных материалов и горных пород в строительной и горной областях промышленности

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения механических свойств мерзлых грунтов в лабораторных условиях

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для выборочного достоверного контроля качества резьбовых и гребенчатых полумуфт, используемых в механизмах различного назначения

Изобретения относятся к области горного дела и предназначены для контроля разрушения образцов горных пород при изменении их напряженно-деформированного состояния. Устройство включает нагрузочное устройство, содержащее металлический корпус, соединенный с заземленным основанием, систему регистрации, включающую усилители, аналого-цифровой преобразователь, компьютер и экранированные кабели. При этом нагрузочное устройство содержит породоразрущающий инструмент, установленный на сверлильном станке, и систему подачи осевой нагрузки, состоящую из последовательно соединенных шкива подачи осевой нагрузки, системы блоков и системы навески грузов, установленных на раме. Также устройство включает замкнутую циркуляционную систему для очистки забоя и охлаждения породоразрушающего инструмента, систему регистрации, включающую манометр, фототахометр, датчик вибрации, канал для регистрации постоянной составляющей тока и канал для регистрации переменной составляющей тока. Способ включает установку образца в зажиме, деформирование образца с помощью нагрузочного устройства, регистрацию возникающего электромагнитного сигнала системой регистрации. При этом, задавая параметры эксперимента, отмечают начальное и конечное положения системы подачи осевой ' нагрузки, соответственно в начале и конце эксперимента, включают двигатель бурового насоса, подают питание на трехфазный трансформатор, с которого затем питание подают на двигатель сверлильного станка, породоразрушающий инструмент вводят в контакт с образцом и устанавливают требуемую осевую нагрузку, фиксируют частоту вращения породоразрушающего инструмента фототахометром, давление промывочной жидкости регистрируют манометром, колебания установки фиксируют вибрационным датчиком, а по каналам для постоянного и переменного тока определяют генерируемое электромагнитное излучение. Технический результат заключается в возможности имитации нагружения образца бурением, с изменением режима проведения эксперимента, при постоянной регистрации параметров электромагнитного излучения при разрушении образца, в виде постоянной и переменной составляющих тока, а также величины приложенной к образцу нагрузки. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к пожарному делу и может быть использовано для испытания стационарных пожарных лестниц. При испытании стационарных пожарных лестниц используют телескопическую метрическую стойку с индикаторами часового типа, располагаемую между ступенями лестницы, нагрузка на которую происходит за счет давления динамометрических пружин с созданием необходимой нагрузки, а разность отсчетов по метрической шкале стойки определяет величину остаточной деформации и пригодность дальнейшего использования лестницы. Технический результат - снижение трудоемкости работ при испытании, повышение производительности и точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области методов контроля качества сталей и сплавов. Технический результат - повышение точности измерений. Способ механического испытания труб включает сплющивание трубного образца между двумя гладкими жесткими параллельными плоскостями с постоянной скоростью, определение степени пластичности и деформации образца сжатием до образования в нем первой трещины. При этом деформацию образца осуществляют с регистрацией закрепленным на образце датчиком акустической эмиссии сигналов акустической эмиссии. Момент образования трещины определяют по резкому увеличению сигнала акустической эмиссии, по которому определяют степень пластичности и запас пластичности образца, как относительное превышение пластичности образца заранее установленного предела. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд для исследования энергообмена при разрушении содержит корпус, установленные на нем захваты образца, механизм нагружения, включающий две гибкие тяги, одним концом связанные с захватами, привод вращения, возбудитель колебаний нагрузки, установленный на валу привода вращения и расположенный между тягами, и натяжной механизм, связанный с другим концом гибких тяг. Стенд снабжен платформой и приводом перемещения платформы. Привод вращения размещен на платформе, привод перемещения выполнен с обеспечением движения привода вращения вдоль оси вала. Возбудитель колебаний нагрузки выполнен в форме треугольника, основание которого закреплено на валу привода вращения, а высота направлена вдоль оси вала. Гибкие тяги имеют ограничитель смещения в направлении перемещения платформы. Технический результат - проведение испытаний в новых условиях: при переходах от циклических нагружений с плавным регулированием амплитуды циклов к постоянным длительно действующим или ступенчато изменяемым нагрузкам, а также к постепенно изменяющимся нагрузкам при произвольном чередовании видов нагружения в ходе испытаний без разгрузки образца. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Центробежная установка для испытания образцов содержит основание, установленную на нем платформу с приводом вращения, вал, установленный на платформе перпендикулярно ее оси с возможностью вращения вместе с платформой, механизм вращения вала вокруг своей оси, камеру, закрепленную на торце вала. В камере расположены захваты для образца, пара из которых установлена соосно валу и один из них закреплен на валу, а остальные захваты по числу осей нагружения установлены в плоскости, перпендикулярной оси вала. Установка содержит направляющие по числу осей нагружения. На каждой направляющей установлены грузы по числу ступеней нагружения на соответствующей оси нагружения и электромагнитные фиксаторы для последовательного соединения грузов друг с другом и с соответствующими захватами. Технический результат - проведение испытаний в новых условиях при независимом изменении уровней и режимов изменения нагрузок по разным направлениям с регулируемым количеством и взаимной ориентацией направлений нагружения в ходе испытаний. 1 ил.

Изобретение относится к области определения и контроля качества строительных материалов и конструкций, а именно к разрушающему определению физико-механических свойств бетонов в конструкциях - прочности на сжатие, на растяжение при изгибе и при раскалывании через разрушение образца при раскалывании по указанной схеме приложения нагрузки к образцу. Сущность: осуществляют изготовление бетонного образца-цилиндра и испытание его на сжатие путем приложения разрушающей нагрузки к боковой поверхности образца с двух диаметрально расположенных сторон до раскалывания с последующим расчетом прочности. При испытании образца разрушающую нагрузку прикладывают к боковой поверхности образца в двух диаметрально расположенных точках путем установки с двух сторон перпендикулярно оси образца цилиндрических прокладок диаметром, соразмерным диаметру образца. Технический результат: снижение трудоемкости и повышение точности испытаний. 1 табл.

Изобретение относится к области механики конструкций и материалов и может быть использовано при испытании образцов тонкостенных плоских силовых элементов конструкций летательных аппаратов, машин и др. Сущность: осуществляют закрепление образца в захватах, деформирование сжатием, фиксирование критической силы. Деформирование сжатием осуществляют как одноосное сжатие пластины при заданной постоянной скорости движения активного захвата («жесткое» нагружение). Проводят регистрацию формы равновесного состояния образца с помощью фотосъемки с заданным временным интервалом, строят диаграмму деформирования в координатах «прогиб пластины - время», имеющую два характерных линейных участка плоского и искривленного равновесных состояний, находят точку изменения формы равновесного состояния образца, определяющую критическую силу. Технический результат: возможность проводить испытания тонких пластин на устойчивость при сжатии с использованием стандартных разрывных машин без применения дополнительного уникального оборудования. 4 ил.

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, преимущественно к испытаниям материалов, и может использоваться при контроле качества сталей и сплавов

Наверх