СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛА Российский патент 2007 года по МПК G01N3/22 

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).

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.

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.