Способ определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям

 

()974209

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6i) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 130581 (21) 3285676/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.1132. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 1- й1-82 (511М Кл з

G 01 N 3/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620. 174. .22 (088.8) (72) Автор изобретения

В.И. Добровольский

Ижевский механический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ

МАТЕРИАЛА ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМАЦИЯМ

15

20 н 1 Е 1. КЕЕ, 25

Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть испсльзовано при оценке свсйств материалов и определении характеристик сопротивления материала пластическим деформациям.

Известен способ определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям, заключающийся в том, что на образце испытуемого материала круглого сечения закрепляют деформометр, ступенчато нагружают образец растяжением и сжатием разгружают образец до нулевого усилия при каждой разгрузке и строят диаграммы Напряжение-деформация при растяжении и сжатии, по которым определяют пределы упругости и текучести материала. В способе используют много образцов, нагружаемых растяжением и сжатием (1).

Недостатками этого способа являются низкая точность, обусловленная большими погрешностями при замере очень малых величин деформаций и эксцентриситетом приложения нагрузок, и большая трудоемкость, обусловленная необходимостью проводить испытания многих образцов.

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости определения характеристик сопротивления материала.

Для достижения укаэанной цели согласно способу определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям, заключакщемуся в том, что на образце испытуемого материала закрепляют деформометр, нагружают образец и строят диаграмьы Напряжение-,деформация при растяжении и сжатии, используют два образца треугольного симметричного сечения, нагружают каждый иэ образцов в плоскости симметрии сечения изгибающими мОментами противоположных знаков, дополнительно регистрируют диаграмму упруго-пластического изгиба каждого образца, а о характеристиках сопротивления пластическим деформациям судят по следующей зависимости где 6 — действительное напряжение в наиболее удаленном слое об30 раэца;

974209 ц — номинальное напряжение в наиболее удаленном слое образца>

Š— деформация в наиболее удаленном слое образца;

Š— модуль упругости>

К вЂ” корректирующий множитель, (K = 1 при Е /Eau, < 2„ к=6 ц - " при Е/Е,, ), где Е „,„- деформация, соответствующая пределу пропорциональности, На фиг,1 изображена схема нагруже- . чия образца и распределения возникающих в нем нормальных напряжений при нагружении моментами одного знака во время осуществления предлагаемого способа; на фиг,2 — то же, при нагружении моментами другого знака; на фиг.3 — диаграмма упругопластического изгиба при растяжении и сжатии слоев.

Способ осуществляют следующим 20 образом.

Изготавливают два образца симметричного треугольного сечения шириной

Ь и высотой h. На обоих образцах устанавливают деформометры на кейт- 25 ральной линии 0-0 сечения и нагружают образцы изгибающими моментами, лежащими в плоскости, проходящей через ось A-A симметрии сечения.

Одни из образцов нагружают момен- 30 том М, вызывающим растягивающие напряжения Ь в верхней, расположенной над нейтральной линией 0-0 треугольного сечения. части 1 образца, а второй образец нагружают моментом 35 (-М), вызывающим растяжение в нижней, расположенной под нейтральной линией 0-0, трапецеидального сечения части 2 образца. Так как напряжения

6 в сечении зависят от его расстояния от нейтральной линии 0-0, то вели-. чина максимального напряжения в части 1 сечения всегда будет больше, чем величина максимального напряжения в части 2 сечения, так как высота Е.> части 1 сечения больше, чем высота Е части 2 сечения.

В связи с этим верхняя часть 1, сечения будет находиться в упругопластической области, а нижняя часть 2 — в упругой области при малых величинах пластической деформации части 1. При нагружении фиксируют момент М и прогиб f рабочей части образца и по полученньм данным строят диаграммы упруго-пласти- 55 ческого изгиба в координатах номинальное напряжение É» = Й/%; - дефоРмаЦиЯ Ер = 12е — -.при РастнжениИ

Е

1 Ь или Е = 123 - — при сжатии„. щ где 4 — ба з а э амера прогиба при растяжении и сжатии наиболее удаленного слоя, à 4I;(;,„<> — момент сопротивления ссстветственно.частей 1 и 2 сечения. 65

По этой диаграмме находят предел пропорциональности 6п и деформацию ф ц,, соответствующую преде)г пропорциональности, и строят диаграммы напряжение b в наиболее удаленном слое — деформация 8, причем где б — номинальное напряжение в наиболее удаленном слое об разца;

Š— деформация в наиболее удаленном слое образца;

Š— модуль упругости;

К вЂ” корректирующий множитель, 1 при Е/Е (2, К=8 Е" — Е при Е /Епи 12), Eпц деформация, соответствующая пределу пропорциональности, По этой диаграмме, используя вышеуказанное соотношение, определяют характеристики сопротивления материала пластическим деформациям, в том числе предел пропорциональности

h при растяжении и сжатии, предел упругости 4у и предел текучести д при нормированных значениях остаточных деформаций.

Способ позволяет с высокой степенью точности, используя только два одинаковых образца, определить характеристики сопротивления материала пластическим деформациям.

Формула изобретения

Способ определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям, заключающийся в том, что на образце испытуемого материала закрепляют деформометр, нагружают образец и строят диаграммы Напряжение-деформация при растяжении и сжатии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости определения, используют два образца треугольного симметричного сечения, нагружают каждый из Образцов в плоскости симметрии сечения изгибающими моментами противоположных знаков, дополнительно регистрируют диаграмму упруго-пластического изгиба каждого образца, а о характеристиках сопротивления пластическим деформациям судят по следующей зависимости

9 " н

<= — (< + — Е - — КЕЕ

11 н с ./ где 6 " действительное напряжение в наиболее удаленном слое образца;

4„ - номинальное напряжение в наиболее удаленном слое образца;

f. — деформация в наиболее удаленном слое образца;

974209

Е - модуль упругости;

К - корректирующий множитель, к = 1 при f /Епц < 2, K=8 Е < оРи Е/Ейц,2i где бац †.деформация, соответствующая пределу пропорциональности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных ма5 териалов. Под ред. A.Т.Туманова, т.2 ° N., Машиностроение, 1974, с. 24, 49 (прототип).

974209

Составитель B. Ротницкая

Редактор Г. Гербер Техред Л.Пекарь Корректор A. Гриценко

Заказ 8684/59 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4