Способ определения деформаций

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям деформаций , и может быть использовано при изучении и оптимизации процессов пластического формоизменения металлов. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измеряемых деформаций . Исследуемый образец снабжают в заданном сечении прямоугольной сеткой, нагружаютего и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной системе координат , по картине искаженной сетки определяют распределение деформаций в заданном сечении образца при заданной нагрузке. Картину искажений сетки фиксируют путем измерения изменений углов наклона линий сетки к соответствующим осям системы координат по положительному направлению последних. Повышение точности и расширение диапазона измеряемых деформаций достигается за счет измерения локализованных изменений линий сетки и тем самым замены операции дифференцирования исходной экспериментальной информации операцией интегрирования. 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s «s G 01 В 5/30

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4758567/28 (22) 15.11.89 (46).07.08.92 Бюл. М 29 (71) Московский институт стали и сплавоа (72) В. К. Воронцов. В. А. Белевитин, В. В.

Сухоруков и Т. В. Попова (56) Смирнов-Аляев Г; А., Чикидовский В. П.

Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. М: Машиностроение, 1972. с. 186-190.

Известия Вузов, Черная металлургия, 1976, М4, с. 75 — 80. (51) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям деформаций, и может быть использовано при изучении и оптимизации процессов пластического формоизменения металлов. Цель изобретения — повышение точности и расИзобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям деформаций, и может быть использовано при изучении и оптимизации процессов пластического формоизменения металлов.

Известны способы определения деформаций по Э. Зибелю и П. О, Пашкову, оперирующие с линейными и угловыми искажениями ячеек координатной сетки (11.

Однако точность определения деформаций при использовании таких способов зависит от размеров ячеек или базы координатной сетки. Кроме того, такие способы позволяют определять лишь величину главных деформаций, причем усредненную для каждой ячейки координатной сетки, по Ы 1753245 А1 ширение диапазона измеряемых деформаций. Исследуемый образец снабжают в,заданном сечении прямоугольной сеткой, нагружают его и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной системе координат, по картине искаженной сетки определяют распределение деформаций в заданном сечении образца при заданной нагрузке. Картину искажений сетки фиксируют путем измерения изменений углов наклона линий сетки к соответствующим осям системы координат по положительному направлению последних. Повышение точности и расширение диапазона измеряемых деформаций достигается за счет измерения локализованных изменений линий сетки и тем самым замены операции дифференцирования исходной экспериментальной информации операцией интегрирования. 1 табл. скольку используются линейные и угловые искажения сторон ячеек между собой в деформированном состоянии, а не по отношению к осям выбранной системы координат.

Наиболее близким по технической сущности, наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому результату к изоб етению является способ on е еления ер р д д формаций, заключающийся в том, что образец в заданном сечении снабжаю прямоугольной сеткой, нагружают его и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной системе координат, по картине искажений сетки определяют распределение. деформаций.в заданном сечении образца при заданной нагрузке (21.

1753245

Однако такой способ также не позволяет распознавать малые деформации из-за использования изменений линейных искажений узлов пересечения координатной сетки в деформированном состоянии, Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измеряемых деформаций.

Сущность изобретения состоит в том, что по способу определения деформаций, заключающемуся в том, что образец в заданном сечении снабжают прямоугольной сеткой, нагружают его и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной ситеме координат, по картине искажений сетки определяют распределение деформаций в заданно сечении образца при заданиой нагрузке, в соответствии с изобретением картину искажений сетки фиксируют путем измерения изменений углов наклона линий сетки к соответствующим Осям системы координат по положительному направлению последних.

Достижение цели изобретения илл,осрируется приведенными в таблице приме. рами.

Из модельного материала, а именно свинца с добавкой 3 мас, (, сурьмы, реологические свойства которого при комнатной температуре близки в реологическим свойствам легированных сталей в горячем состоянии, изготовили составные образцы размерами 40 180 250 мм иэ двух половин размерами 40 90 250 мм каждая. На поверхность соприкосновения одной из половин составного обраэц а н эносЙЛИ прямоугольную сетку взаимно пересекающихся рисок (линий с шагом 4 мм, Соединенные с помощью сплава Вуда составные образцы прокатывали с обжатием 10-30 4 при комнатной температуре с получением недокатов на двухвалковом лабораторном стане с диаметром валков 180 мм. После прокатки недокэты нагревали до температуры 90 + 10 С и разьединяли на составляющие его деформированные половинки, которые подвергали травлению в концентрированной серной кислоте до получения четкой картины искаженных деформацией рисок. Затем протравленные половинки промывали, сушили, фотографировали с получением негатива в фиксированном масштабе. Негативы устанавливали на предметный стол измерительного микроскопа

УИМ-21, позиционировали и юстировали относительно выбранной системы координат, после чего производили измерение линейных и угловых искажений координатной сетки в деформированном состоянии в виде х х

fy"- fy ) F j,Y)дr =1 " (1ус<)тd х х

35 зависимость угловых искажений координатной сетки а = О (х,У) позволяет получить частные производные У и Уу. Аналогично

45 зависимость Р =у(уХ) для изохронных кривых Х =сопвт позволяет получить частные производные Хх и Ху. В итоге фиксирование угловых искажений линий тока Y)=const и изохронных кривых Xj=const по50 эволяет рассчитать деформации в виде компонент тензора Коши, в частности ахх=Х х+У х, аху=Хх+УхУу и а„у=Х у+У у, а по

2 2, 2 2 ним — тензорэ Альманси при необходимости: В таблице приведены примеры, иллю55 стрирующие предложенный способ.

Формула изобретения

Способ определения деформаций, заключающийся в том, что образец в заданном сечении снабжают прямоугольной сеткой, функциональных зависимостей Q=0=(X, Y) и P=y (у, Х), где а и P — углы наклона горизонтальных и вертикальных линиЙ сетки к соответствующим Осям систе5 мы координат по положительному направлению последних; х, у, Х, Y — конечные (Эйлеровые) и начальные (Лагранжевые) координаты фиксированных материальных точек линий сетки. По результатам

10 полученных измерений определяли деформации в виде компонент тензора Альманси (е,!=)-1,2), для вычисления которь1х достаточно воспользоваться экспериментальными зависимостями: y- f(x,Y) и х- p(y,Х), 15 которые для случая плоской прокатки фик- . сируются с дискретным шагом Ь х и Л у, т. е, без привязки к узлам координатной сетки.

Дифференцированием зависимости у==

20 f(x,Y) получают частные производные Yx=fx/fy M Yy=1/fy, где f =dfjd., а у=аИУ.

Производная Ь представляет собой тангенс угла наклона а линии тока Yi =const:

1х(хУ)-щ Q . В результате измерения угла

25 наклона линий тока У =ссопы и представления полученных реэультатов в виде а =

О(х,У) непосредственно из эксперимента получается значение производной 4. Производная fy восс анавливается интегриро- 6 ванием;

Составитель В,Белевитин

Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 2757 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 нагружают его и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной системе координат, по картине искажений сетки определяют распределение деформаций в заданном сечении образца при заданной нагрузке. отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых деформаций, картину искажений сетки фиксируют путем измерения изменений углов наклона линий сетки к соответствующим осям системы коорди5 нат по положительному. направлению последних;