Способ определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям Советский патент 1982 года по МПК G01N3/20 

Изобретение относитсл к испытаниям материалов и может быть испсльзовано при оценке свойств материалов и определении характеристик сопротивления материала пластическим деформациям.

Известен способ определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям, заключающийся в том, что на образце испытуемого материала круглого сечения закрепляют деформометр, ступенчато нагружают образец растяжением и сжатием разгружают образец до нулевого усилия при каждой разгрузке и строят диаграммы Напряжение-деформация при растяжении и сжатии, по которым определяют пределы упругости и текучести материала. В способе используют много образцов, нагружаемых растяжением и сжатием fl.

Недостатками этого способа являются низкая точность, обусловленная большими norpediHOCTHMH при замере очень малых величин деформаций и эксцентриситетом приложения нагрузок, и большая трудоемкость, обусловленная необходимостью проводить испытания многих образцов.

Цель изобретения - повыи-ение точности и снижение трудоемкости определения характеристик сопротивления материала.

Длядостижения указанной цели согласно способу определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям, заключающемуся в том, что на образце испытуе10мого материала закрепляют деформометр, нагружают образец и строят диагрс1М1 ы Напряжение-, деформация при растяжении и сжатии, используют два образца треугольного симметрич15ного сечения, нагружают каждый из образцов в плоскости симметрии сечения изгибающими моментами противоположных знаков, дополнительно регис.трируют диаграмму упруго-пласти20ческого изгиба каждого образца, а о характеристиках сопротивления пластическим деформациям судят по следующей зависимости

.

25

где 6 - действительное напряжение в наиболее удаленном слое обJO разца; 6 - номинальное напряжение в на более удаленном слое образц € - деформация в наиболее удаленном слое образца; Е - модуль упругости; К - корректирующий множитель, (к 1 при е /ЕПЦ 2„ .к.8()()пр.е/е,,.2), где ЕПЦ - деформация, соответствующа пределу пропорциональности На фиг,1 изображена нагруж ия образца и распределения вознихаю1цих в нем нормальных напряжений при нагружении моментами одного зна ка во время осуществления предлагаемого способа; на фиг,2 - то же, при нагружении моментами другого знака; на фиг.З - диаграмма упругопластического изгиба при растяжении и сжатии слоев, Способ осуществляют следующим образом. Изготавливают два образца симмет ричного треугольного сечения ширино b и высотой h. На обоих образцах устанавливают деформометры на нейтралъной линии 0-0 сечения и нагружают образцы изгибающими моментами, лежащими в плоскости, проходящей через ось А-А симметрии сечения. Одни из образцов нагружают мом€;Н том М, вызывающим растягивающие напряжения & в верхней, расположенной над нейтральной линией 0-0 треугольного сечения части 1 образца, а второй образец нагружают моментом (-М), вызывающим растяжение в нижне расположенной под нейтральной линией 0-0, трапецеидального сечения части 2 образца, Так как напряжения (э в сечении зависят от его расстояни от нейтральной линии 0-0, то величина максимального напряжения в час ти 1 сечения всегда будет больше, чем величина максимального напряже ния в части 2 сечения, так как высота части 1 сечения больше, чем высота ч части 2 сечения, В связи с этим верхняя часть 1, сечения будет находиться в упругопластической области, а нижняя часть 2 - в упругой области при малых величинах пластической деформации части 1. При нагружении фиксируют момент М и прогиб f рабочей части образца и по полученньм данным строят диаграммы упруго-пластического изгиба в координатах номинальное напряжение - деформация g:p 12 е - -при растяжении или ЕС 12 E2 - при сжатии,, , где L, - база замера прогиба при..растяжении и сжатии наиболее удаленног слоя, а Wi(iti,a) -.момент сопротивления соответственно, частей 1 и 2 сечения. . по этой диаграмме находят предел пропорциональности бпи, и деформацию пц/ соответствующую пределу пропорциональности, и строят диаграммы напряжение ё в наиболее удаленном слое - деформация , причем Tr(.)-iKE., . где бн - номинальное напряжение в наиболее удаленном слое об- разца; е - деформация в наиболее удаленном слое образца; Е - модуль упругости; К - корректируюй1ий множитель, К 1 при Е/ЕПУ, 2, K-eff - (-iT /. . -nsT V-r J при Дп,2;, где ЕПЦ - деформация, соответствующая пределу пропорциональности. По этой диаграмме, используя вышеуказанное соотнощение, определяют характеристики сопротивления материала пластическим деформациям, в том числе предел пропорциональности 1лпи, при растяжении и сжатии, предел упругости 6у и предел текучести ёт при нормированных значениях остаточных деформаций. Способ позволяет с высокой степенью точности, используя только два одинаковых образца, определить характеристики сопротивления материала пластическим деформациям. Формула изобретения Способ определения характеристик сопротивления материала пластическим деформациям, заключающийся в том, что на образце испытуемого материала закрепляют деформометр, нагружают образец и строят диаграммы Напряжение-деформация при растяжении и сжатии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости определения, используют два образца треугольного симметричного сечения, нагружают каждый из Образцов в плоскости симметрии сечения изгибающими моментами противоположных знаков, дополнительно регистрируют диаграмму упруго-пластического изгиба каждого образца, а о характеристиках сопротивления пластическим деформациям судят по следующей зависимости 1г(н-1Г-е.)-ТГ«, где d - действительное напряжение в наиболее удаленном слое образца ; й„ - номинальное напряжение в наиболее удаленном слое образца; - деформация в наиболее удаленном слое образца;

Е - модуль упругости; К - корректирующий множитель, к 1 при /ЕПЦ 2,

(bi)l(f-if,,,,e,,,2,

€пц - деформация, соответствующая пределу пропорциональности,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Под ред, А.Т.Туманова , т.2.. М., Машиностроение, 1974, с. 24, 49 (прототип).