Способ определения динамическогопредела текучести металловпри одноосной деформации вплоской волне разгрузки

 

Союз Соеетскнк

Сецналнстнческнз

Республес

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ©УСКОНУ СВ ВТЕЛЬСТВУ (1853479 (е1) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)M. Кл 3 (22) Заявлено 3(L1179 (2! ) 2846015/25-28 с присоединением заявки МУ (23) Приоритет

Опубликовано 070881 Бюллетень Й9 29

6 01 и 3/30

Госуяарственний квинтет

СССР яо левам нзобретеннв к открмтяй (53) УДК 820.178..72(088.8) Дата опубликования описания 07.0881 (72) Авторы изобретения

Г.В. Степанов и В.В. Астанин

Институт проблем прочности AH CCP. (71) Заявитель (54) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРЕДЕЛА

ТЕКУЧЕСТИ МЕТАЛЛОВ ПРИ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

В ПЛОСКОИ ВОЛНЕ РАЗГРУЗКИ ти f2) .

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам определения предела текучести металлов при ударном сжатии.

«.5

Известен способ определения динамического предела текучести матерна;па,в, заключающийся в том, чт э испы, тываеьий образец подвергают ударному

«Гагружению и определяют напряжение ® в нем в мОмент перехода от упругого деформирования к упругопластическому, величину которого принимают за предел текучести материала (1).

- Недостатком этого способа является невозможность его использования для определения динамического предела текучести после предварительного упругопластического сжатия образца.

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является способ определения динамического предела текучести металлов при одноосной деформации в плоской волне разгруззаключающийся в том, что в об- .25 разце s виде пластины создают упругоэластичную плоскую волну сжатия уда ром по нему плоским бойком, регистрируют деформацию образца и рассчитывают динамический предел текучес»

Емкостный датчик измеряет перемещение свободной поверхности образца, по которому строят график изменения импульса напряжения, фронт нагрузки и разгрузки кОторого состоит иэ упругого и пластического участков, распространяющихся соответственно со скоростью упругой и пластической волн. Амплитуда напряжений на фронте упругого участка волны разгрузки исполъэуется для расчета предела текучести материала при его деформмровании в плоской волне нагрузки.

Недостатком данного способа является низкая томность экспериментального определения предела текучести при испытаниях тонких пластин. Это объясняется тем, что при малом пути волны (малая тоиднна пластины) вследствие малой разности скоростей распространения упругой и пластической деформацим регистрируется плавный переход упругого участка в пластический так, что точка, соответствующая границе между ними, не может быть определена достаточно точно.

Целью изобретения является повьаюнке точности определения укаеанного предела текучести прн испытаниях тонколистовых материалов.. 853479

Поставленная цель достигается тем, что регистрируют остаточную деформацию E a п л о с кKоDс тTи п л а с т иHнHы, а предел текучести О.!. рассчитывают по Формуле (Е ! где Е - модуль упругости материала образца; коэффициент Пуассона.

В данном способе остаточную деформацию Е в плоскости пластины определяют по изменению расстояния между двумя метками, нанесенными перед испытанием на плоскость образца.

На Фиг. 1 изображена схема испытаний; на фиг. 2 — график изменения напряженного состояния пластины в процессе нагружения и разгрузки.

Сгособ реализуют следующим образом.

По пластине 1 из исследуемого материала с нанесенными перед опытом на ее поверхности двумя метками 2, расстояние между которыми равно Во наносят удар плоским бойком 3, раэгоняемым, например, на пороховой установке. После опыта с помощью микроскопа измеряют новое расстояние Я между метками 2 и по разности а!

1„ -)о определяют остаточную деформацию Я = — . Затем по величине

8о деформации аопределяют предел текучести по приведенной формуле.

На Фиг. 2 сплошной линией показано изменение напряжений (Г!. в плоскости пластины, а пунктирной линиЕй— изменение напряженйй 5 в перпендикулярном направлении в области одномерной деформации (не затронутой волнами боковой разгрузки).

При прохождении волны нагрузки по образцу напряжения Q! и G увеличиваются до максимальных значений Р а при последующей разгрузке снижаются. В момент, когда напряжения

6 . в плоскости пластины снижаются до нуля {точка A на Фиг. 2), напряжения 6 равны пределу текучести G -, так .что объемная деформация Я равна в этот момент

Ем= от (К, где K — модуль объемной деформации.

При последующем снижении упругой объемной деформации до нуля возникает деформация в плоскости пластины = Е, которая и определяется при испытаниях по изменению расстояния между метками на поверхности образца. Эта деформация связана с предшествующим найряженным состояйием, обобщенным, законом Гука:

Е =б = -1-М вЂ” "= — где Š— модуль упругости образца, 5 Д вЂ” коэффициент Пуассона. ,й =(Е/ -))Е

Данный способ повышает точность определения предела текучести мате-.

)Q риала, т.к. изменение расстояния между метками может быть определено весьма точно.

Кроме того, данный способ упрощает методику испытаний, т.к. позволя ет отказаться от сложной регистрации импульса нагрузки в материале.

Формула Йзобретения

1 Способ определения динамическо го предела текучести металлов при одноосной деформации в плоской волне разгрузки, заключающийся в том,что в образце в виде пластины создают упругопластическую плоскую волну сжатия ударом по нему плоским бойком, регистрируют деформацию образца и рассчитывают динамический предел текучести, отличающийся

30 .тем, что, с целью повышения точности способа при испытаниях тонколистовых материалов, регистрируют остаточную деформацию Е в плоскости пластины, . а предел текучести С.!. рассчитывают

35 по формуле б л(Е (- О), где Š— модулЪ. упругости материала

4() образца; !

) — коэффициент Пуассона.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что остаточную дефор мацию в плоскости пластины определяют по изменению расстояния между двумя метками, нанесенными перед испытанием на плоскость образца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Орленко Л.П. Поведение материалов при интенсивных динамических нагрузках. М., Машиностроение, 1964, с. 272.

2. Новиков .С.A и др. Упругоплас-. тические свойства ряда металлов при взрывном нагружении. — "Физика металлов и материаловедение", 1966, т.21, Р 3, с. 452-460 (прототип).

853479

Составитель В.Финогенов

Редактор T.Ìîðoçîâà ТехредМ. Рейвес Корректор С. Корниенко

Заказ 5640/17 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

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