Способ определения энергии остаточных напряжений Советский патент 1986 года по МПК G01L1/06 G01B5/30 

i1

Изобретение относится к измерениям остач очиых напряжений при испытаниях материалов.

Целью изобретения является повышение точности И надежности определе- НИН энергии остаточных напряжений.

1а чертеже показаны кривые изменения предела текучести для образцов из сталей 2КП и Э21 в зависимости от величины остаточной деформации, по- строенные после предварительного растяжения (1) и последующего искусственного старения (2).

Способ осуществляется следующим образом.

Берут несколько образцов с разной величиной остаточных деформаций. Предварительная остаточная деформация в образцах создается путем деформирования их в условиях, близких к однородному деформированному состоянию, например прокаткой с малыми обжатиями.

Определяют энергетическую характеристику деформированных образцов,рас- тягивая их и определяя после построения графика зависимости предела текучести от величины остаточной деформации dgj f(8pj,.) энергию, затрачиваемую на растяжение образца. Энергию опдэеделяют как площадь под кривой do,2 f(;.), ограниченной деформацией , соответствующей деформации изучаемого образца.

Берут аналогичные образцы с той же величиной остаточных деформаций, нагружают их старением и определяют их энергетическую характеристику, растягивая их и определяя энергию, затрачиваемую на растяжения, так же, как определяли для аналогичных образ- цов до нагружения старением.

По разности энергетических характеристик до и после нагружения определяют энергию взаимно неуравновешенных микронапряжений III рода (А,. ) , которую затем пересчитьшают в энергию остаточных напряжений.

Пример. Брали образцы, изготовленные из исследуемых материалов (сталъ 2КП и Э21), деформировали их прокаткой с различной степенью деформации в диапазоне g 0,02-0,08.Часть образцов растягивали и строили зависимость изменения предела текучести

от предварительной деформации ё - - fCE), показанные на чертеже. Остальные образцы старили при 195 С в течение часа и после ох.паждения до ком11

температуры растягивали и строили графики зависимости d,, f () , ггредставленные на чертеже. Определяли разность энергий, затрачиваемых на растяжение деформированного и состаренного образцов, по разности площадей под кривой, ограниченной соответствующей величиной остаточной деформации, и строили зависимость А у f(). Рассчитывали величину приведенной деформации

1-2)

-а б

где А - энергия взаимно неуравнове- шенных микронапряжений, определяемая по разности площадей под кривой; - коэффициент Пуассона; Е - линейный модуль упругости. По результатам расчета строили кривые (, f () , которые аппроксимировали формулой

еу, (й)прел(1-),

где ( 6у )npeAt и С - коэффициенты аппроксимации, полученные с применением математических методов, например метода наименьших квадратов.

С использованием полученных в результате аппроксимации коэффии ентов рассчитьшают величину энергии остаточных напряжений по формуле

А i он 6

. ГР iZ « y tjpeg

+ (1 е

полученной в предположении, что при развитой пластической деформации величина потенциальной энергии, аккумулируемой остаточными напряжениями после окончания пластической деформации, равна предельному значению величины потенциальной энергии, накопленной в упругодеформированном объеме в момент, предществукнций началу пластического течения.

В предлагаемом способе определяют энергию остаточных напряжений накап- -гшваемых на уровне дислокаций, которые на геометрию тела влияния не оказывают.

Формула изобретения

Способ определения энергии остаточных напряжений в образцах, заключающийся в том, что определяют энергетичес-кую характеристику образца, нагружают образец, определяют его энергетическую характеристику после нагружения и по разности энергетических характеристик до и после нагружения определяют энергию остаточных напряжений, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности и надежности определения энергии остаточных напряжений, берут несколько образцов с разной величи1221Ы1Л

ной остаточных деформаций, перед на- гружением образцы растягивают и строят график зависимости пределов текучести образцов ot величины их оста- 5 точных деформаций, за энергетическую характеристику образца принимают энергию, затрачиваемую на растяжение этого образца, которую определяют из полученного графика для каждого об- 10 разца, а нагружение производят старением.

520

0,02

Редактор М. Келемеш

fi ,f74

0,06

OfOse

Составитель Л. Пучкова

Техред О.Гортвай Корректор А. Ференц

Заказ 1603/47 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужго: од, ул. Проектная, 4

fi ,f74

0,06

OfOse

Изобретение относится к области измерений остаточньк напряжений при- испытаниях материалов. Целью изобретения является повьшение точности и надежности определения энергии остаточных напряжений. Берут несколько образцов с разной величиной остаточных деформаций, растягивают их и строят график зависимости пределов текучести образцов от величины их остаточных деформаций, за энергетическую характеристику каждого образца принимают энергию, -затрачиваемую на растяжение этого образца, которую определяют из полученного графика, производят нагружение образцов старением. И снова определяют энергетическую характеристику образцов по графику зависимости пределов текучести от, величины остаточньк деформаций состаренных образцов. По разности энергетических характеристик до и после нагружения определяют энергию взаимно неуравновешенных микронапряжений III рода, которую пересчитьюают в энергию остаточньк напряжений. 1 йл. i (Л кэ to