Способ определения характеристики материала

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов. Сущность: проводят пластическое кручение цилиндрических образцов сплошного сечения. Используют два образца одинаковой расчетной длины и разного диаметра d₁, d₂, причем d₂≥0,9d₁. Касательное напряжение для сдвига γ при кручении образцов разного диаметра определяют расчетом по формуле. Технический результат: повышение точности определения диаграммы сдвига. 2 ил.

 

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов и может применятся в машиностроении, авиастроении, судостроении и др. для изучения сопротивления материалов пластическому деформированию.

Известен способ [1] определения характеристики материала, определяющей диаграмму сдвига в координатах "касательное напряжение (τ) - сдвиг (γ)", включающей пластическое кручение цилиндрического образца сплошного сечения. Основным недостатком данного способа является невысокая точность получения указанной диаграммы из-за приближенного графического способа дифференцирования опытной диаграммы кручения М=М(γ), где М - крутящий момент.

Изобретение направлено на повышение точности определения диаграммы сдвига τ=τ(γ).

Это достигается тем, что дополнительно используют второй образец, одинаковой расчетной длины с первым и диаметром d₂, причем d₂ ≥ 0,9d₁, где d_{1 -} диаметр первого образца, а касательное напряжение для сдвига γ при кручении образцов разного диаметра определяют расчетом по формуле

где М₁, М₂ - крутящие моменты на образцах соответственно диаметром

d₁, d₂.

На фиг.1 представлен эскиз образца; на фиг.2 - диаграмма кручения.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Для испытаний используют дополнительно изготовленный согласно ГОСТ 3565 второй образец расчетной длины с первым l и диаметром d₂, причем d₂ ≥ 0,9d₁, где d₁ - диаметр первого образца (см. фиг.1). Оба образца поочередно устанавливают в захваты крутильной машины и пластически закручивают их, фиксируя при этом одновременно крутящий момент М (по силомеру) и абсолютный угол поворота ϕ (град.) головок образца относительно друг друга по лимбу для измерения угловых перемещений.

По полученным опытным данным строят диаграммы кручения, определив предварительно сдвиг на срединной поверхности "условной" трубки с диаметрами d₁ и d₂ по формуле

На фиг.2 представлены диаграммы кручения: 1 - М₁=М₁(γ); 2 - М₂=М₂(γ). Далее по этим диаграммам для соответствующей деформации γ определяют касательное напряжение в поперечном сечении "условной" трубки с площадью поперечного сечения F_ср=π(d₁ ²-d₂ ²)/4 по соотношению

Диаграмма сдвига строится по рассчитанным значениям касательного напряжения τ и сдвига γ.

Таким образом, предлагаемый способ построения диаграммы сдвига является более точным по сравнению со способом аналога, т.к. при оценке касательного напряжения рассматривается тонкостенная "условная" трубка, в поперечном сечении которой можно с высокой точностью считать касательные напряжения постоянными.

Рекомендуется данный способ применять при определении характеристик сопротивления материалов пластическому деформированию, необходимых для проектирования техпроцессов обработки металлов давлением в различных отраслях машиностроения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. ГОСТ 3565 - Металлы. Метод испытаний на кручение. М., 1980 (прототип).

Способ определения характеристики материала, определяющей диаграмму сдвига, включающий пластическое кручение цилиндрического образца сплошного сечения, отличающийся тем, что дополнительно используют второй образец, одинаковой расчетной длины с первым, и диаметром d₂, причем d₂≥0,9d₁, где d₁ - диаметр первого образца, а касательное напряжение для сдвига γ при кручении образцов разного диаметра определяют расчетом по формуле

где M₁, M₂ - крутящие моменты на образцах соответственно диаметром d₁, d₂.