Способ малоциклового испытания материала Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытаниям, а именно к способам малоцикловых испытаний материалов.

Цель изобретения - повышение достоверности путем снижения влияния на предельное значение характеристики памяти характеристик процесса нагружения.

Устройство для реализации способа вы- полцено на основе модернизированной испытательной машины УМЭ-10Т. Модернизация машины включает замену асинхронного двигателя на двигатель постоянного тока с тиристорным приводом. Для проведения испытаний при повышенных температурах стандартный измеритель деформации заменен на охлаждаемый де- формометр с тензометрическим преобразователем. Тарировка машины по нагрузке и деформации осуществляется с помощью переносного динамометра Шкл. и специального тарировочного устройства в виде

разрезного образца и индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм для замера взаимного перемещения двух частей образца, установленного в захватке испытательной машины. Модернизированная испытательная машина управляется от мик- роЭВМ Электроника-60 и мини ЭВМ СМ- 4. Для проведения испытания по указанному способу тарировки машины для определения масштабных коэффициентов с целью перевода информации из закодированного вида в натурные показатели составлен пакет программ на языке ФОРТРАН.

Способ реализуется следующим образом.

На одном образце проводят испытание, включающее циклическое нагружение в жестком режиме. Процесс нагружения содержит три этапа. На первом - уровень нагрузки монотонно возрастает, на втором - постоянен, а на третьем - убывает. Возрач

V4

Ю

Os

XI

СО

х

стание уровня нагрузки на первом этапе и убывание на третьем этапе обеспечивают путем монотонного соответственно увеличения и уменьшения ширины петли гистерезиса. Определяют зависимость радиуса поверхности текучести от длины траектории пластического деформирования как характеристику памяти об истории циклического нагружения материала на третьем этапе нагружения.

На чертеже приведен график изменения амплитуды пластической деформации в цикле в зависимости от числа циклов нагружения.

Первый режим включает два нестационарных вида нагружения: с повышением и понижением амплитуды деформации от числа циклов. Второй режим включает дополнительное циклическое нагружение со стабилизацией по нагрузке при постоянной деформации в цикле.

Третий режим аналогичен предыдущему, но отличается наличием циклического жесткого нагружения при постоянной ширине петли в цикле до полной стабилизации.

Предлагаемый режим нагружения был реализован при следующих параметрах:

допуск на остаточную деформацию при определении условного предела текучести составлял 0,1 %;

приращение ширины петли ча соответствующих участках от цикла к циклу составляло 0,1%;

предельно допустимая деформация была принята из условия обеспечения устойчи вости трубчатого образца равной 0,9%;

стабильность петли гистерезиса определялась по приращению нагрузки с точностью 20 кг;

предельная минимальная ширина петли на заключительном этапе нагружения составляла 0,1%;

Испытания выполнялись при температуре 20 и 650оС на стандартных трубчатых образцах с наружным диаметром 23 мм и внутренним диаметром 20 мм. База измерения деформаций на рабочей части образца длиной 60 мм составляла 30 мм,

Предлагаемый способ нагружения разработан с учетом основных эффектов процесса упругопластического деформирования конструкционных материалов и результатов проведенных сравнительных испытаний на примере стали 12х18Н10Т.

В случае нестационарного режима нагружения по восходящей и нисходящей зависимости изменения остаточной деформации в цикле экспериментально зафиксировано дальнейшее увеличение радиуса поверхности текучести после перехода на нисходящий режим нагружения. При ис- пытании по режиму нагружения, включаю- щий второй этап с постоянным уровнем деформации в цикле отмечается падение величины радиуса поверхности и текучести на третьем этапе нагружения.

Использованная автоматизированная 0 система механических испытаний позволяет проводить экспериментальные исследования во всем рабочем диапазоне температур для подобных материалов (20- 650°С).

5 Анализ результатов испытаний на одном образце по предлагаемому способу по- казывает, что циклическая память материала определяется переходной зоной малоциклового нагружения и не зависит от 0 продолжительности деформирования в условиях стабильности петли.

Предлагаемый способ нагружения позволяет изучить характер циклического упрочнения материала в условиях 5 нестационарных режимов нагружения и дать достоверную количественную оценку циклической памяти материала. При этом предлагаемый способ позволяет выявлять эффекты изотропного циклического упроч- 0 нения и разупрочнения на фоне постоянного меняющегося по амплитуде режима жесткого нагружения, когда в основном преобладает изотропное упрочнение.

Кроме того, предлагаемый способ на- 5 гружения может быть использован при построении определяющих уравнений знакопеременного нагружения материалов в качестве базового эксперимента, позволяющего вычислять параметры этих уравне- 0 ний для конкретных конструкционных материалов по результатам эксперимента. Формула изобретения Способ малоциклового испытания материала, заключающийся в том, что образец 5 материала циклически нагружают в жестком режиме в три этапа, на первом из которых уровень нагрузки монотонно возрастает, на втором - постоянен, а на третьем - убывает, и определяют характеристику памяти исто- 0 рии циклического нагружения материала, о т- л и чающийся тем, что, с целью повышения достоверности путем снижения влияния на предельное значение характеристики памяти характеристик процесса нагружения, 5 возрастание уровня нагрузки на первом этапе и убывание на третьем этапе обеспечивают путем монотонного соответственно увеличения и уменьшения ширины петли гистерезиса, а а качестве характеристики па- мяти истории циклического нагружения

51772673б

определяют зависимость радиуса поверх- стического деформирования на третьем эта- ности текучести от длины траектории пла- пе нагружения.

Изобретение относится к испытаниям, а именно к способам малоцикловых испытаний материалов. Цель изобретения - повышение достоверности путем снижения влияния на предельное значение характеристики памяти характеристик процесса нагружения. На одном образце проводят испытание, включающее циклическое на- гружение в жестком режиме. Процесс нагружения содержит три этапа, на первом из которых уровень нагрузки монотонно возрастает, на втором - постоянен, а на третьем - убывает. Возрастание уровня нагрузки на первом этапе и убывание на третьем обеспечивают путем монотонного соответственно увеличения и уменьшения ширины петли гистерезиса. Определяют зависимость радиуса поверхности текучести как характеристику памяти об истории циклического нагружения материала на третьем этапе нагружения. 1 ил. (Л С

Ср.МПо

250

iSQ

О

а

о.&

г

i.6