Способ определения деформаций Советский патент 1992 года по МПК G01B5/30 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям деформаций, и может быть использовано при изучении и оптимизации процессов пластического формоизменения металлов.

Известны способы определения деформаций по Э. Зибелю и П. О. Пашкову, оперирующие с линейными и угловыми искажениями ячеек координатной сетки 1.

Одна ко точность определения деформаций при использовании таких способов зависит от размеров ячеек или базы координатной сетки. Кроме того, такие способы позволяют определять лишь величину главных деформаций, причем усредненную для каждой ячейки координатной сетки, поскольку используются линейные и угловые искажения сторон ячеек между собой в деформированном состоянии, а не по отношению к осям выбранной системы координат. Наиболее близким по технической сущности, наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому результату к изобретению является способ определения деформаций, заключающийся в том, что образец в заданном сечении снабжают прямоугольной сетХой, нагружают его и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной системе координат, по картине искажений сетки определяют распределение, деформаций в заданном сечении образца при заданной нагрузке 2.

VJ

СП Сл5 Ю СП

Однако такой способ также не позволяет распознавать малые деформации из-за использования изменений линейных искажений узлов пересечения координатной сетки в деформированном состоянии,

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измеряемых деформаций.

Сущность изобретения состоит в том, что по способу определения деформаций, заключающемуся в том. что образец в заданном сечении снабжают прямоугольной сеткой, нагружают его и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной си- теме координат, по картине искажений сетки определяют распределение деформаций в заданном сечении образца при зэдан- ной нагрузке, в соответствии с изобретением картину искажений сетки фиксируют путем измерения изменений углов наклона линий сетки к соответствующим осям системы координат по положительному направлению последних.

Достижение цели изобретения иллюс - рируется приведенными в таблице примерами.

Из модельного материала, а именно свинца с добавкой 3 мас.% сурьмы, реологические свойства которого при комнатной температуре близки в реологическим свойствам легированных сталей в горячем состо- янии, изготовили составные образцы размерами 40-180- 250 мм из двух половин размерами 40 90 250 мм каждая. На поверхность соприкосновения одной из половин составного образц а наносили прямоугольную сетку взаимно пересекающихся рисок (линий с шагом 4 мм. Соединенные с помощью сплава Вуда составные образцы прокатывали с обжатием 10-30% при комнатной температуре с получением недокатов на двухвалковом лабораторном стане с диаметром валков 180 мм. После прокатки недокаты нагревали до температуры 90 ± 10°С и разъединяли на составляющие его деформированные половинки, которые подвергали травлению в концентрированной серной кислоте до получения четкой картины искаженных деформацией рисок. Затем протравленные половинки промывали, сушили, фотографировали с получением негатива в фиксированном масштабе. Негативы устанавливали на предметный стол измерительного микроскопа УИМ-21, позиционировали и юстировали относительно выбранной системы координат, после чего производили измерение линейных и угловых искажений координатной сетки в деформированном состоянии в виде

Функциональных зависимостей а # (х, Y) и (у, X), где а и (5 - углы наклона горизонтальных и вертикальных линий сетки к соответствующим осям систе

мы координат по положительному направлению последних; х, у, X, Y - конечные (Эйлеровые) и начальные (Лагра.нжевые) координаты фиксированных материальных точек линий сетки. По результатам

полученных измерений определяли деформации в виде компонент тензора Альманси (eij, Hj-1,2), для вычисления которых достаточно воспользоваться экспериментальными зависимостями: Vs f(x Y) и х Ј(у,Х),

которые для случая плоской прокатки фиксируются с дискретным шагом Ахи Л у, т. е. без привязки к узлам координатной сетки.

Дифференцированием зависимости у

f(x,Y) полумают частные производные fx/fv и Yy-1/fv. где fx df/dx, a fy df/dY. Производная f представляет собой тангенс угла наклона а линии тока Yi const : fx(x.Y)tg a . В результате измерения угла

наклона линий тока Ypconst и представления полученных результатов в виде а 0(x.Y) непосредственно из эксперимента получается значение производной fx. Производная tV восстанавлисается интсгрировэнием:

лл

fV fx f № Л И JVty )y г

к° так как

о

SY 1, L %o()v ayf, f,Y)

зависимость угловых искажений координатной сетки а - 0 (x,Y) позволяет получить частные производные YX и Yy. Аналогично

зависимость (уХ) для изохронных кривых Xf const позволяет получить частные производные Хх и Ху. В итоге фиксирование угловых искажений линий тока Ypconst и изохронных кривых Xj const позволяет рассчитать деформации в виде компонент тензора Коши, в частности axx xVY2x; axy Xx+YxYy и ayy xVY2y- а по ним - тензора Альманси при необходимости В таблице приведены примеры, иллюстрирующие предложенный способ. Формула изобретения Способ определения деформаций, заключающийся э том, что образец в заданном сечении снабжают прямоугольной сеткой.

нагружают его и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной системе координат, по картине искажений сетки определяют распределение деформаций в заданном сечении образца nfni заданной нагрузке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения

диапазона измеряемых деформаций, картину искажений сетки фиксируют путем измерения изменений углов наклона линий сетки к соответствующим осям системы координат по положительному направлению последних.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям деформаций, и может быть использовано при изучении и оптимизации процессов пластического формоизменения металлов. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измеряемых деформаций. Исследуемый образец снабжают в заданном сечении прямоугольной сеткой, нагружаютего и фиксируют картину искажений в выбранной ортогональной системе координат, по картине искаженной сетки определяют распределение деформаций в заданном сечении образца при заданной нагрузке. Картину искажений сетки фиксируют путем измерения изменений углов наклона линий сетки к соответствующим осям системы координат по положительному направлению последних. Повышение точности и расширение диапазона измеряемых деформаций достигается за счет измерения локализованных изменений линий сетки и тем самым замены операции дифференцирования исходной экспериментальной информации операцией интегрирования. 1 табл. (Л С