Способ исследования деформируемости материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/12 

10

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения предельной деформируемо сти материалов в зависимости от показателя жесткости напряженного состояния.

Целью изобретения является повьше- ние информативности путем определения зависимости предельной деформируемости от показателя жесткости напряженного состояния.

На фиг. 1 представлен трубчатый образец; на фиг. 2 - стенд для испытаний трубчатых образцов; на фиг.З - J5 разрез А-А на фиг. 2 (крепление трубчатого образца во время испытания}; на фиг. 4 - трубчатый образец с трещиной после испытания; на фиг. 5 - график зависимости предельной дефор- 20 мируемости от длины образца; на фиг. 6 - график, аппроксимирукяций экспериментальные данные; на фиг.7 - график зависимости предельной деформируемости от жесткости.

Способ исследования деформируе мости материалов осуществляется на стенде, содepжaщJeм подвижный 1 и неподвижный 2 захваты с герметизирующи- ми конусными запорами 3, в которые ЗО вставлен трубчатый образец 4 и зажимы-фиксаторы 5. В подвижном захвате 1 выполнен сквозной канал 6 для подвода среды в полость трубчатого образца 4 от источника давления (не показан). На фиг.1-3 также обозначены: L - длина рабочей части трубчатого образца 4, Lj- - общая длина образца 4, 1 - длина участков крепления

где f - коэффициент трения для пары

материал образца 4 - материал конусного запора 3, что предотвращает самозаклинивание- при установке образца.

Длину 1 участков крепления выбирают из условия

,5.

где Р f.

г р f,R(J

(2)

рабочее давление; коэффициент трения для пары материал образца 4 - материал зажимов-Фиксаторов 5, что предотвращает сползание образца 4 с конусного запора 3 в процессе раздачи его внутренним давлением. Длину L рабочей части образца 4 выбирают из условия

L510R(1-0,6 |),

(3)

25

35

вьшолнение которого обеспечивает определение истинной характеристики исследуемого материала - зависимости предельной деформируемости Лр от показателя жесткости напряженного состояния К, где показатель формы девиа- тора напряжений |U(

|U(). (4) Соотношение (3) получено экспериментальным путем. Изменением длины L рабочей части образца 4 установлено, что существует критическая величина L5L , при которой предельная деформируемость Л р испытуемого образца одного и того же материала не зависит от длины L рабочей части образца (фиг.З). Объясняется это тем, что

образца 4, у - угол конусности участ-до при-Ь Ь напряженное состояние образков крепления образца 4, Ни г - наружный и внутренний радиусы образца 4.

ца 4 не является симметричным, и на него накладывается влияние длин 1 участков крапления образца 4 и длин 1 переходных участков (фиг. А). 06- р аботка результатов -- 600 проведен- . ных экспериментов позволяет сделать вывод, что отношение

Способ осуществляется следующим образом.

Трубчатый образец 4 вставляют между конусными запорами 3 и зажимают его усилием Р , которое определяют из условия отсутствия потери устойчивости образцом 4. После этого зажимами-фиксаторами 5 зажимают усилием PJ участки крапления образца 4, что повьшает надежность герметизации и предотвращает сползание образца 4 с конусных запоров 3. конусности у образца 4 выбирают из условия y arctgf, (1)

10

J5 20

412432

где f - коэффициент трения для пары

материал образца 4 - материал конусного запора 3, что предотвращает самозаклинивание- при установке образца.

Длину 1 участков крепления выбирают из условия

,5.

где Р f.

г р f,R(J

(2)

рабочее давление; коэффициент трения для пары материал образца 4 - материал зажимов-Фиксаторов 5, что предотвращает сползание образца 4 с конусного запора 3 в процессе раздачи его внутренним давлением. Длину L рабочей части образца 4 выбирают из условия

L510R(1-0,6 |),

(3)

вьшолнение которого обеспечивает определение истинной характеристики исследуемого материала - зависимости предельной деформируемости Лр от показателя жесткости напряженного состояния К, где показатель формы девиа- тора напряжений |U(

|U(). (4) Соотношение (3) получено экспериментальным путем. Изменением длины L рабочей части образца 4 установлено, что существует критическая величина L5L , при которой предельная деформируемость Л р испытуемого образца одного и того же материала не зависит от длины L рабочей части образца (фиг.З). Объясняется это тем, что

при-Ь Ь напряженное состояние образ

ца 4 не является симметричным, и на него накладывается влияние длин 1 участков крапления образца 4 и длин 1 переходных участков (фиг. А). 06- р аботка результатов -- 600 проведен- . ных экспериментов позволяет сделать вывод, что отношение

«

1при

(5)

зависит от отношения радиусов образца 4. При этом независимо от вида исг пытуемого материала, вида деформации (холодная или горячая) и скорости деформирования при Lib справедлива зависимость

Ьь(|),

(6.

которая выполняется с относительной ошибкой, не превьпиающай 0,8% и аппроксимируется кривой (фиг,5).

Повышая давление внутри образца 4 его подвергают деформации - раздаче на длине L рабочего участка, при это в нем инициируются главные нормальные напряжения G, , Gj и (J,, величину

, GI и (J,, которых определяют из выражений

РГ

G:,

(5,

с,

(7) (8). (9)

где

Р

) ()Pb ()p ()Pr (R --r)p - текущее значение радиуса

,

Условия деформации образца 4 ха- ,рактеризуются следующими характеристиками: показателем формы девиатора напряжений

п, - 2(,) ОГ,-0,

показателем жесткости напряженного состояния

.

(10)

Ц

(П)

где (J - среднее напряжение С + з

(12)

Т - интенсиэность сдвиговых наТ

пряжений

RVP )

(13)

35

Подставляя выражения (7)-(9) в (Ю) и (П) для данных условий деформирования, получаем

( ,0

Таким образом изменением отноше- ; ния радиусов внутреннего и наружного радиусов образцов 4 изменяют значения

показателя жесткости напряженного состояния , при этом показатель формы девиатора нпряжений л(. Образец 4 доводят до разрушения, измеряют радиус внешней образующей R (фиг.4) и определяют предельную деформируемость из соотношения

10

Л - 2(R -R) Р R(r/R)

(15)

По результатам, полученным для различных образцов, строят зависимость (К) при , (Ц(, по которой судят о предельной деформи- руемости материала.

Способ расширяет сведения о свойствах металлов и позволяет оптимизировать режимы их обработки.

Формула изобретения

Способ исследования деформируемости материалов путем нагружения трубчатых образцов внутренним давлением и определения деформируемости образца, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности путем определения зависимости предельной деформируемости от жесткости образца, используют серию трубчатых образцов с различным соотношением внутреннего г и внешнего R радиусов, а длину L рабочей части образцов выбирают из соотношения

LblOR(l-0,6 |),

доводят образцы до разрушения, а деформируемость определяют в момент разрушения.

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повьшение информативности путем определения зависимости предельной деформируемости от показателя жесткости напряжённого состояния. Испытывают ,серию трубчатых образцов с различным соотношением внутреннего и наружного радиусов, задавая таким образом различную жесткость. Длину L рабочей части образца выбирают из условия L2lOR(l-0,6 r/R), где г - внутренний радиус образца; R - наружный радиус образца, выполнение которого обеспечивает определение истинной зависимости предельной деформируемости от показателя жесткости напряженного состояния, при этом не накладывается влияние длин участков крепления и переходных участков. Образцы нагрзпкают вйутренним Давлением, доводят их до разрушения и измеряют деформируемость § в момент разрушения. По результатам,, полученйым для различных образцов, fj строят зависимость предельной деформируемости от показателя жесткости напряженного состояния. 7 ил.

iO

0as.i

uc/no Hui a doS/teHUff p

Pi

V-- -

L

L Т

12

10

6

б

2

0,1 О.г 0.3 ОЛ O.S 0.6 0.7 0,в 0,9 1.0 /

Физ.б

А - 2,6

го

0,1 0.2. 0,3 0, 0,5 0,6 0,7 0,8 6.9 J.O k Фи2,7