Способ испытаний образцов пластичного материала на растяжение

 

Изобретение относится к испытанию материалов, а именно к способам испытания образцов пластичного материала на растяжение. Цель изобретения - повышение достоверности путем стабилизации вида напряженного состояния в зоне канавки в процессе растяжения образца за счет уменьшения диапазона изменения значений показателя напряженного состояния. Образец 1 в виде цилиндрического стержня с &#0003;-образной кольцевой канавкой в виде выточки растягивают в два этапа. Первый этап заканчивают при достижении степенью деформации сдвига среднего значения, а перед вторым этапом образец подвергают механической обработке и образуют на нем два участка 6 и 7 в форме усеченных конусов, угол γ между образующими которых определяется из соотношения γ=2ARCCOS{44R<SB POS="POST">сР</SB>/3D<SB POS="POST">ср</SB>[√3(Σ/T)<SB POS="POST">0</SB>-1]}, где σ и Т - среднее напряжение и интенсивность касательных напряжений, R<SB POS="POST">ср</SB> и D<SB POS="POST">ср</SB> - средний радиус основания выточки и средний минимальный диаметр в зоне надреза. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ш4 G "1 N 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4204935/25-28 (22) 04.03.87 (46) 23.05.89, Бюл, 9 19 (72) Б,А. Мигачев, Ф:,М. Журавлев и В.Н, Симовских (53) 669:539.4(088,8) (56) Богатов А,А., Мижирицкий О,И,, Смирнов С.В., Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. — М.:

Металлургия, 1984, с, 38-39. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ ПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА НА РАСТЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к испытанию материалов, а именно к способам испытаний образцов пластичного материала на растяжение. Цель изобретения — повышение достоверности путем стабилизации вида напряженного сос-: тояния в зоне канавки в процессе растяжения образца за счет уменьшения диапазона изменения значений показателя напряженного состояния, Обра- . зец 1 в виде цилиндрического стержня с U-образной кольцевой канавкой в виде выточки растягивают в два этапа.

Первый этап заканчивают при достижении степенью деформации сдвига среднего значения, а перед вторым этапом образец подвергают механической обработке и образуют на нем два участка

6 и 7 в форме усеченных конусов, угол ) между образующими которых определяется из соотношения (=2arccos (4Е >/3d (. 3(Г/Т) — 1 }, гдето и Т среднее напрякение и интенсивность касательных напряжений, R u dep— средний радиус основания вйточки и средний минимальный диаметр в зоне надреза..2 ил.

1481627

Изобретение относится к испытаниям материалов, к способам испытания образцов пластичного материала на растяжение ° 5

Цель изобретения — повьш ение достоверности путем стабилизации вида напряженного состояния н зоне выточки в процессе растяжения образца за счет .ограничения диапазона изменения эна- 10 чений показателя напряженного состояния.

На фиг, 1 представлена схема образца до начала нагружения; на фиг ° 2 схема образца, подвергнутого механи- 15 ческой обработке перед началом второго этапа нагружения, Устройством для реализации способа является испытательная машина, поэноляющая растягивать цилиндрические образцы, снабженная измерительными устройствами для определения радиуса образца, .а такыре устройство для механической обработки образца, на- . пример токарный станок.

Способ реализуют следующим-образом.

Испытанию подвергают цилиндрический образец 1 с U-образной кольцевой

1канавкой н виде выточки 2, Определя- 30 ют среднее значение величины Д -степени деформации сдвига, которая для ци.пиндрического образца с выточкой определяется из соотношения

Л=2/43" 1n d (1) 35 где d — - минимальный диаметр образца н зоне выточки 2;

d — его начальное значение,, Определить среднее значение Л - Л 40 можно, например, путем испытания контрольного образца до разрушения с одновременной регистрацией всей истории изменения диаметра d шейки образца и радиуса К скругления в осно- 45 ванин выточки.

Растяжение образца осуществляют в два этапа, На первом этапе образец растягивают до достижения величиной степени деформации сдвига значения Д... чему соответствует диаметр Й, определяемый из формулы (1), и значение К радиуса R. Затем образец разгружают и подвергают механической обработке, образуя два участка 3 и 4 в форме усеченных конусов вне зоны 5 выточки.

Ооразующие 6 и 7 конусов 3 и 4, расположенные в одной плоскости по одну сторону от оси образца 1, образуют угол (, определяемый из соотношения

1=2агссов(4к /3d, (-13(Я/?) -Я, (2) где (6/Т) — начальное значение покаа зателя напряженного состояния; (и Т вЂ” соответственно среднее напряжение и интенсивность касательных напряжений в зоне выточки;

К и d — соответственно средние

С значения радиуса основания выточки и минимального диаметра образца, соответствующие среднему значению А< степени деР формации сднига, На втором этапе образец растягивают до разрушения, а о пластичности материала судят по значению степени деформации сдвига в момент разрушения образца.

Смысл указанных операций в следующем.

Выражение (2) получено из матема- тического выражения

6/Т Л/4 (1+3/4 (d/R) sin(— "-"), (3) связывающегo показатель напряженного состояния 5/T с углом между образующими 6 и 7 конических участков 3 и 4, В частности, при крайних значениях f =0 и I% = (ièç выражения (3) получаются известные выражения для показателя напряженного состояния, соответственно для U-образного выреза (5 /T= l / ГЗ(1+30/4R) и для гладкого образца

0/T=1 / 13 °

Таким образом, с помощью механи- ческой обработки в зоне выточки образца создают такой же вид напряженного состояния, что и в начале первого этапа нагружения, т,е. уменьшают диапазон изменения величины показателя напряженного состояния за процесс растяжения — стабилизируют вид напряженного состояния.

Пример. Берут цилиндрический образец диаметром в зоне выточки и =6 мм и выточкой, имеющей радиус основания К =4,2 мм, что соответст6 1 3 6 вует показателю — = - (1+ — ° )

Т « 3 4 4, 2

=1,20, и нагружают его растяжением, 1481627

После того, как диаметр образца в зоне выточки стал д с =4,5 мм, образец вынимают, замеряют Р и рассчи5 . i 3 4,5 тывают значение — = - (1+ — ° )= 5

Т «13 4 2,4 (7

=-1,40. Задают начальное (-.) =1,20, 0 0 рассчитывают угол.11 =80 по формуле (2).

Продолжают испытание (второй этап растяжения): до разрушения образца.

По значению геометрических параметров образца определяют степень деформации сдвига в момент разрушения . !5 ,Л =1,86 и показатель напряженного состояния (6/T)!,=1,34, т.е. на первом этапе показатель напряженного состояния меняется в пределах 1,2-1 4, и на втором этапе — 1 2-1 34

К ° 20

Если образец разрушать от начала до конца в один этап, при среднем значении показателя напряженного состояния, равном 1,3, диапазон изменения этого показателя значительно рас-25 ширяется (от 0,58 до 1,71), что позволяет получать показатель пластичности материала — величину $. =2,89.

Количество этапов растяжейия может быть увеличено, например для про30 граммного, изменения вида напряженно-го состояния, Для этого на каждом этапе образец подвергают механической обработке, образуя требуемый угол. между образующими 6 и 7.

Формула изобретения

Способ испытаний образцов пластичного материала на растяжение, заклю- 40 чающий в том, что образец в форме цилиндрического стержня с кольцевой канавкой U-образного профиля в рабочей части растягивают до разрушения и определяют степень деформации сдви- "5 га в зоне канавки, по которой судят о пластичности материала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности путем стаби— лизации вида напряженного состояния в зоне канавки .в процессе растяжения образца за счет ограничения диапазона изменения значений показателя напряженного состояния, растяжение образца осуществляют в два этапа, первый из которых заканчивают при достижении степенью деформации сдвига среднего значения, а перед вторым этапом формируют вне канавки на об" разце путем механической обработки два участка в виде усеченных конусов, симметричных относительно срединной плоскости выточки, меньшие основания . которых примыкают к канавке, а образующие сопряжены по касательной к профилю канавки таким образом, что образующие разных конусов, лежащие в одной плоскости по одну сторону от оси образца, наклонены одна к другой под углом, определяемым из соотношения

1=2асссов 4к /3d, (.13(Г/T) -I)), где R, и — соответственно средний радиус основания канавки и средний минимальный диаметр образца в зоне канавки, соответствующие среднему значению степени деформации сдвига; (6/7) †.начальное значение показателя напряженного состояния;

5 и Т вЂ” соответственно сред-. нее напряжение и интенсивность касательных напряжений в зоне канавки.

148)627

Составитель Д. Поспелов

Редактор А, Шандор Техред М.Дидык Корректор Н Гунько

-Заказ 2679/43

Тираж 790

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101