Способ определения свойств деформирования Советский патент 1993 года по МПК B21D5/06 G01N3/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к определе- нию параметров технологических процессов.

Цель изобретения - повышение точности определения диаграмм деформирования и снижение трудоемкости за счет исключения вырезки образцов путем при-1 менения неразрушающего метода.

Поставленная цель достигается тем, что упруго-пластическое воздействие осуществляют вдавливанием выпуклого индентора в часть детали, имеющую наибольшую жесткость сечения при изгибе. Индентор выполняют сферическим или цилиндрическим. Полученную диаграмму сравнивают с аналогичной расчетной диаграммой путем подбора из различных моделей диаграмм истинных напряжений, полученных при различных показателях упрочнения материала.

Существенными отличительными признаками изобретения являются: вместо вырезки, изготовления и испытания образцов используется вдавливание цилиндрчческого или сферического индентора. При этом достигаются следующие преимущества: при вдавливании можно избежать утонения заготовки, либо его проще замерить, В то время, как поперечное сужение при растяжении локализуется у шейки по весьма сложному закону (логарифмическому или экспонентальному) и поэтому истинную деформацию в шейке достаточно точно оценить нельзя.

Деформацию при вдавливании можно легко измерить по величине вдавливания. Кроме того, стандартные образцы на растяжение не позволяют, как правило, сохранить поверхность испытуемого материала, что важно -для многих материалов. Тем самым, при вдавливании получаем более высокую точность определения истинных напряжений деформирования. Вдавливая цилиндрический или сферический индентор в испытуемый материал вместо испытаний на разрыв мы получаем неразрушающий метод определения свойств деформирования. При этом индентор вдавливают в испытуе00 N3 СО О О

мый материал в месте наиболее жестком по отношению к изгибу. Тем самым достигается определение свойств деформирования по машинной диаграмме усилие-перемещение путем контактного сжатия.

Использование цилиндрического или сферического индентора известно, например, при испытании на твердость по Бринелю-шарик, по Роквеллу-пирамида, однако в предложенном способе этот признак ис- пользуется по другому назначению, а именно для получения данных о пластическом состоянии материала.

На чертеже приведены различные диаграммы деформирования металлических ма- териалов.

На приведенной схеме показаны машинная диаграмма 1, полученная при стандартных испытаниях на растяжение в координатах усилие Р - перемещение Л , которая может быть перестроена в диаграм- му истинных напряжений 2, в координатах истинные напряжения о - деформация е. Там же приведены расчетные диаграммы 3, из которых диаграмма 4 наиболее близка к опытной диаграмме.

Кривые 3 отличаются различными показателями упрочнения п 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4.

Диаграммы упрочнения могут строиться в координатах: перемещение А- усилие Р, напряжение а- деформация е, которые трансформируются одна в другую по известным аналитическим зависимостям. Аналитические зависимости между напряжениями и деформациями целесооб- разно определять по следующим зависимостям:

в зоне упругих деформаций О Ее

в зоне пластических деформаций

Ей сгт - модуль упругости и предел текучести материала,

ет - деформация, соответствующая пределу текучести.45

ет

Or

С.

0 5

0 с

0

5

Пример использования способа: на конструкции секции корпуса судна из стали 10ХСНД вдавливают цилиндрический пуансон (индентор) диаметром 10 мм и длиной 100 мм на переносном прессе Бринеля, жестко прихваченном к настилу секции над ее ребром жесткости. При этом записывается машинная диаграмма усилие Р - перемещение Д. Затем полученную машинную диаграмму сравнивают с моделями расчетных диаграмм истинных напряжений, аппроксимированных степенной функцией

о )п,

СТ

при п 0,1; 0,15; 0,20; 0,25. Наибольшая сходимость при погрешности по величине напряжений не более 2% получается при показателе п 0,20, при котором диаграмма и принимается за истинную для данного материала.

Формула изобретения

1.Способ определения свойств деформирования преимущественно деталей из металлических материалов, заключающийся в упругопластическом воздействии, на часть детали с построением машинной диаграммы усилие - перемещение, которую перестраивают в диаграмму истинных напряжений, и сравнением с расчетными диаграммами истинных напряжений, полученными при различных показателях упрочнения материала, определяют экспериментальное значение этого показателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения диаграммы деформирования и снижения трудоемкости за счет исключения вырезки образцов, упругоплэстическое воздействие осуществляют вдавливанием выпуклого индентора в часть детали, имеющую наибольшую жесткость сечения при изгибе.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что индентор выполнен сферическим.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем. что индентор выполнен цилиндрическим.

H.

Использование: обработка металлов давлением, в частности определение параметров технологических процессов. Сущность изобретения: в материал испытуемой конструкции вдавливают цилиндрический или сферический нажимной элемент в месте, имеющем наибольшую жесткость сечения при изгибе. Вдавливание осуществляют в упруго-пластической области с одновременным построением машинной диаграммы усилий, которую перестраивают в диаграмму истинных напряжений и сравнивают с расчетными диаграммами истинных напряжений, полученными при различных показателях упрочнения. 2 з.п.ф- лы, 1 ил.