Способ определения модуля упругости конструкционных металлических материалов

 

Изобретение относится к способам определения механических свойств материалов, и может быть использовано для определения модуля упругости материала и его начальной деформации при испытании образцов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа путем определения также и начальной деформации материала , вызванной составлякяцими внутренних напряжений, что достигается обработкой Двух образцов из партии резанием на чистовом режиме, соэдагадем взаимно компенсирумцие дефекты структуры, при котором изменение собтвенной частоты продольных колебаний после Ьбработки минимально, после нагружения первого образца на испытательной машине с одновременнь1м измерением его деформаций - стабилизирующим отжигом обоих образцов на режиме, при котором изменение собственной частоты после отжига максимально, сравнением температурного козффициента электросопротивления второго образца с константой для данного материала , повторением операций, выполненных над вторым образцом, над последукицими образцами до. получения образца с коэффициентом, равным конг станте, который принимают за эталон, измерением при трех температурах собственной частоты продольных колебаний первого образца до отжига и после отжига о собственной частоты образца , принятого за эталон, определением по тим данным для температуры испытаний образцов на испытат тельной машине внутренних напряжений и по этим данным с учетом измеренного значения модуля упругости - определением начальной деформации материала. Способ позволяет более точно определять запас прочности материала деталей в реальных условиях их эксплуатации. (Л С ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д11 4 G 01 В 17/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ЮТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

30ЕЯЗМ0

ПАтГ; :1Й . !. !ЕйсФЕ !

БГ Б !!, . !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4054230/25-28 (22) 14.04.87 (46) 23,02,89. Бюл. 11 7 (75) П,К.Янышев (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свпдетельство СССР

М 1010466, кл. G 01 В 17/04, 1981.

Беляев Н.N. Лабораторные работы по сопротивлению материалов. М.: Гос. изд-во технико-теорет. ли-ры. 1954, с. 92-99. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ

УПРУГОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам определения механических свойств материалов, и может быть использовано для определения модуля упругости материала и его начальной деформации при испытании образцов. Цель изобре" тения — расширение функциональных возможностей способа путем определения также и начальной деформации материала, вызванной составляющими внутренних напряжений, что достигается обработкой двух образцов из партии резанием на чистовом режиме, cosдающем взаимно компенсирукицие дефекты структуры, при котором изменение собтвенной частоты продольных колебаний

Изобретение относится к способам определения механических свойств

f материалов и может быть использовано для определения модуля упругости материала и его начальной деформации при испытаниях образцов материала.

ÄÄSUÄÄ 1460605 А1 после ббработки минимально, после нагружения первого образца на испыта" тельной машине с одновременным измерением его деформаций — стабилизирующим отжигом обоях образцов на режиме, при котором изменение собственной частоты после отжига максимально, сравнением температурного коэффицивнта электросопротивления второго образца с константой для данного материала, повторением операций, выпол- . ненных над вторым образцом, над последующими образцами до..получения образца с коэффициентом, равным кон-. станте, который принимают sa эталон, измерением при трех температурах собственной частоты продольных колебаний первого образца до отжига и после отжига о собственной частоты образца, принятого за эталон, опреде- С лением по этим данным для температуры испытаний образцов на испыта . тельной машине внутренних напряжений и по этим данным с учетом измеренно- шв го значения модуля упругости— определением начальной деформации материала. Способ позволяет более точно определять запас прочности материала деталей в реальных условиях их эксплуатации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем определения также и начальной деформации материала, вызванной составляющими внутренних напряжений, 5

15

25

3 )16

Способ осуществляют следующим образом.

На двух образцах из партии образцов испытываемого металлического конструкционного материала возбуждают продольные колеабния на собственной частоте, например, с помощью магнитострикционного возбудителя колебаний и измеряют эту частоту. На одном из образцов партии определяют чистовой режим обработки резанием, создающим взаимно компенсирующие дефекты структуры, при котором измененение собственной частоты после обработки минимально, для чего проводят серию испытаний с чистовой обработкой цилиндрической поверхности образца на разных скоростях резания, подачах и глубинах резания и измерением собственной частоты продольных колебаний до и после обработки. На найденном режиме обработки резанием обрабатывают поверхность двух первых образцов.

При трех различных температурах возбуждают продольные колебания первого образца на собственной частоте и измеряют эти частоты. Затем первый образец нагружают на испытательной машине последовательно возрастающей нагрузкой с одновременным измерением его деформации и определяют значение модуля упругости материала первого образца как отношение приращения напряжений в образце к приращению деформаций этого образца.

На одном из образцов партии, прошедшем обработку резанием на найденном ранее режиме, подбирают для данного материала режим стабилизирующего отжига, при котором не создается новых внутренних напряжений. Для этого проводят серию испытаний с отжигом образца при разных темпера" турах и разной длительности отжига, а за искомый режим принимают такой, при котором изменение собственной частоты продольных колебаний и образца до и после отжига будет максимально при самой низкой из приводящих к такому результату температур отжига. На найденном режиме подвергают отжигу два первых образца.

Измеряют температурный коэффициент электросопротивления второго образца одним иэ известных способов, на.пример измерением его сопротивления при двух различных температурых, и с

0605 сравнивают полученное значение коэффициента с константой для данного материала, определенной ранее для образца без внутренних остаточных напряжений, Если эти величины совпадают, то второй образец принимают за эталон, а если они отличаются друг от друга на величину, установленную в качестве допуска.на эталон, то повторяют все операции, выполненные над вторым образцом, над последующими образцами из партии. Зти операции повторяют над каждым образцом до отыскания образца, температурный коэффициент электросопротивления которого будет равен константе. Если во всей партии образцов

I такой образец не будет обнаружен, то за эталон принимают образец с минимальным значением отклонения этого коэффициента от константы, однако точность определения начальной деформации материала при этом будет соответственно ниже.

Вновь измеряют при трех температурах собственную частоту продольных колебаний первого образца из образца, принятого за эталон, à эатем для температуры испытаний первого образца на испытательной машине, при которых определялось значение модуля упругости материала, рассчитывают составляющие внутренних напряжений.

Начальную деформацию материала первого образца рассчитывают как отношение величины суммы внутренних напряжений в образце к измеренному в экспериме те модулю упругости, Измерение собственной частоты колебаний образцов при трех разных тем" пературах проводят с целью подтверждения линейности зависимости между приращением температуры и приращением собственной частоты, что гарантирует достоверность определения внутренних напряжений.

Использование предлагаемого спо50 соба позволяет более точно определять запас прочности материала деталей в.реальных условиях их эксплуатации, так как при этом учитываются не только рабочие, но и начальные

55 деформации материала, Формула изобретения

Способ определения модуля упруг ости конструкционных металлических материалов, заключамцийся в том, что

Составитель Н.Тимошенко

Корректор В.Бутяга

Редактор Л,Гратилло Техред Л.Олийнык

Заказ 534/50 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 образцы из исследуемого материала подвергают погружению последовательно возрастающей нагрузкой на испытательной машине с одновременным измерением их деформаций и по этим данным определяют модуль упругости материала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа путем определения также и начальной деформации материала, вызванной составляющими внутренних напряжений, до нагружения на испытательной машине на двух образцах измеряют собственную частоту их продольных колебаний, определяют чистовой режим обработки резанием, создающий взаимно компенсирукицие дефекты структуры, при котором изменение собственной частоты после обработки минимально, обрабатывают образцы на этом режиме, измеряют собственную частоту первого образца при трех различных температурах, после нагружения первого образца на испытательной машине подбирают для данного материала режим

60605 6 стабилизирующего отжига, не создающий новых внутренних напряжений, при котором изменение частоты после

5 отжига максимально подвергают отжи Э гу оба образца, измеряют температурный коэффициент электросопротивления второго образца и сравнивают его с константой для данного материала, операции обработки резанием, отжига и измерения температурного коэффициента электросопротивления повторяют на последующих образцах до получения образца.с коэффициентом, равным константе, который принимают за эталон, измеряют вновь на трех температурах собственную частоту продольных колебаний первого образца и образца, принятого за эталон, для температуры испытаний образцов на испытательной машине, определяют по результатам измерения всех собственных частот образцов внутренние напряжения и по этим напряжениям с учетом

25 измеренного значения модуля упругости определяют вызванную им начальную деформацию материала образца.