Устройство для изучения напряженно-деформированного состояния при прессовании профилей Советский патент 1983 года по МПК G01N21/01 

Изойретенив относится к исследова ниям и испытаниям твердых материалов в частности--к исследованию процесса пресрЬвания профилей, Из-вестно устройство для излучения напряженно-деформированного состояНИН (НДС), основанное на методе коор динатрых (делительных) с.вток 1. Недостатком устройства является фиксирование искажений меток (узлов, эллипсов, точек, рисок) в определенном, конечном сечении при прессовани образцов, в фиксирОванный момент вре мени,. в то время как значительный интерес представляет изучение НДС по снятию информации от начала протекания процесса деформирования (прессования) до определенной, конечной, наперед заданной стадии в установившемся, либо на.у.становиБшемоя процессе Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для. изучения наггряженнодаформированного состояния при прес совании профилей, включающее -контрольную решетку-свидетель. Контрольная решетка-свидетель с шагом, выбира., как .правило, равным шагу сет ки, нанесенной на образце, совмещает ся с деформированной сеткой исследуе мой плоско.сти образца после, постадий ного заторможенного в очаге деформации прессования. Возникающие при .этом муаровые полосы регистрируют кино- либо .фотоаппаратурой .; 2 , Недостатком устройства является возможность изучения компонент НДС тол ко в конечной фиксированной стадии про цесса,в то время,когда после снятия нагрузки неизбежно происходит упругое последействие образца, что сни- . жает точность измерения напряженнот деформированного состояния, не поз-, воляет производить съемку муаровьлх полос непосредственно -в процессе деф.ормации. Усилия, требукедиеся- для деформирования образцов из. тугоплавких металлов, достаточно велики и . несмотря на воз.можно малые подачи : деформируквдегося инструмента .(ыаг деформации) рабочий инструмент обладает некоторой инерционностью,, снижающей точность измерения НДС в процессе прессования.. , Цель изобретения - повышение точности измерения параметров напряженно-деформированного состояния. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для изучения напряженно-деформированного состояния, включающем контрольную решетку-свиде тель, последняя отделена от исследуе мой плоскости образца жесткой, отшли фованной со стороны образца стенкой, имеющей толщину в пределах О,2-0,4 толщины,образца и выполненной из про рачного органического материала. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство включает профиль 1, служащий контейнером для образцов, жестко закрепленный на столе .2 пресса в контакте с прозрачной жесткой стенкой 3, место сочленения с образцом которой шлифуется до чистоты поверхности по .8-1,1 классу точности. j Жесткая стенка 3 крепится к стойкам 4 пресса,на верхнюю траверсу 5 пресса крепится инструмент 6 для деформирования образца 7 с нанесенной на плос- кость, обращенную к жесткой стенке, координатной сеткой. При этом в качестве инструмента может быть использован пуансон, игла, игла с экспандирукяцим наконечником, прошивной .7 .инструмент, выполненные в поперечном сечении в виде полуцили.ндров, параллелепипедов и т.д. Внутри контейне- .ра на столе пресса установлена матрица 8, Со стороны наблюдателя к жесткой стенке 3 плотно, без. зазоров крепится прозрачная контрольная ре- . шетка-свидетель 9, которая м.ожет быть представлена фо.топластинкой исходной координатной сетки, нанесенной на образец, сеткой, нанесенной непосредственно на жесткую стенку 3, и т.д. Со стороны наблюдателя уста.навливается киноаппаратура, фиксирующая возникновение муаровых полос по высоте образца от начала процесса прессования до какой-либо конечной его стадии, С боковых торцов жесткой стенки 3 размещены источники.10 света. Устройство работает следую1дим образом. . Образец для исследования с предварительно нанесенной на исследуе- . , . мую диаметральную плоскость коорди- ; 1атной сеткой с постоянным шагом помеадс1ют в контейнер 1 и ин.струментом 6, закр епленным в траверсе 5, начинают его деформировать (прессование сплошньах прутков, .труб, прошивка слитка, экспандирование полой заготовки) , При этом возникакнцие непост редственно в процессе прессования муаровые полосы от наложения деформированной (на образце) и недеформированной (на решетке-свидетеле 9) сетки фиксируются киноаппаратурой. Четкость изображения достигается применешием аморфной прозрачной жесткой стенки 3, закрепленной-на, стойках 4 пресса, которая просвечивается с ООКОВЫ5С торцов источниками 10 света. При моделировании проДивки сплошных слитков матрица 8 отсутствует. Предлагаемое устройство позволяет проводить анализ информации по данным образующихся в процесседефор,мации исследуемого образца муаровых полос непосредственно в процессе

прессования, прошивки либо экспандирования. Это происходит вследствие наложения координатной сетки, нанесенной на решетку-свидетель, и искаженной координатной сетки на исследуемой плоскости образца, для чего решетка-свидетель неподвижно крепится со стороны наблюдателя, причем ее размеры выбираются таким образом, чтобы она совпащала с плоскостью .образца до необходимого этапа его прессования в основном до стадии установившегося процесса). Для исключения дискретности снятия информации целесообразно возникающую картину муаровых полос фиксировать киноаппаратурой, размещенной со -стороны наблюдателя, либо фотоаппаратурой для получения картины искажений в каких-либо наперед заданных точках в процессе пресоования.

Для получения высококачественной муаровой картины решетка-евидетель отделена от исследуемой плоскости образца жесткой стенкой, выполненной из прозрачного органического материала, способного выдерживать ради альные нагрузки при деформации И; кроме того, обладаквдего высокими значениями модуля упругости и оптической чувствительностью, в то время как лучепреломление в таких материалах незначительно.

Выбор интервала толщины стенки определяется следующими соображениями.

При повышении толщины жесткой .. стенки LCT 0,4 оптическая чув. 5 ствительнрсть материала стенки снижается, Соответственно, и контрастность изображения деформируемой коо эдинатной сетки падает, что снижает и точность исследования НДС.. При сниo жении толщины жесткой стенки1ст 0,21(Ар вследствие возникающих рад-иальных деформаций со стороны образца про,исходит также и деформация стенки, ч. вносит погрешность в регистрацию , муарового эффекта, снижает .точность измерения НДС при прессовании. j

. .Предлагаемое изобретение позволяет на базе NiyapoBoro эффекта рассчитать основные компоненты напряженнодеформированного- состояния процессов пресс.ования прутков, прошивки слитков, экспандирования полойзаготовки, в зависимости от геометрических параметров инструмента (игл, экспандирующнх наконечников, матриц), величины зазора между образцом и контейнером и т.д. непосредственно в процессе прессования.

Таким образом, изобретение позволяет повысить точность измерения 0 компонент напряженно-деформированно:го состояния при прбссовании профи.лей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ НАПРЯХСЕННО-ДЕООРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ПРЕССОВАНИИ ПРОФИЛЕЙ, включакадее контрольную решетку-свидетель, отличающееся тем, .что, с целью повышения точности измерений параметров напряженно-деформированноГО состояния, решетк.а-свидетель отделена от исследуемой плоскости образца жесткой, отшлифованной со стороны образца стен.кой, имеквдей толщину в пределах 0,2-0 ,,4 толщины образца к выполненной из прозрачного орг нического материала.