G01N3 / 26 - investigarea proprietăților de rezistență în timpul răsucirii sau curlării
G01N3 / 22 - prin aplicarea unor momente de răsucire constante (G01N 3/26, G01N 3/28 au prioritate)
Proprietarii brevetului RU 2300750:
Instituția de învățământ de stat pentru învățământul profesional superior "Perm State University of Technology" (RU)
Invenția se referă la o tehnică de testare. Esență: eșantionul cilindric este încărcat cu torsiune, se măsoară cuplul, se înregistrează unghiul de răsucire și se măsoară amploarea forței de forfecare finală. Măsurarea cuplului se produce atunci când se atinge o deformare plastică uniformă, care este evaluată din sarcina constantă de torsiune. Rezultatul tehnic: creșterea acurateței testelor. 2-il.
Invenția se referă la metode de testare a materialelor și poate fi utilizată în studiul proprietăților de rezistență ale materialelor încărcate prin torsiune.
Metoda cunoscută pentru determinarea proprietăților mecanice ale materialelor (AS №1195225, Bull. №44, 1985), care este încărcat cu o probă de torsiune cilindric și se înregistrează unghiul răsucire, care este judecat de proprietățile mecanice ale materialului.
Dezavantajul acestei metode este că, în esență, stadiul distrugerii și proprietățile plastice ale materialului sunt investigate. Metoda poate fi utilizată numai pentru a compara proprietățile mecanice ale materialelor într-un test de torsiune, deoarece nu sunt specificate dependențe pentru a determina caracteristicile mecanice specifice ale materialelor.
De asemenea, cunoscut este metoda tradițională de determinare a tensiunilor de forfecare (de forfecare) în torsiune, care cuprinde o înregistrare de torsiune unghi răsucire de încărcare a probei cilindrice și un cuplu, determinarea tensiunii maxime de forfecare prin formula (VI materiale Feodosyev Resistance -. M. Stiinta, 1970, cu 0.85):
unde Мкр - momentul de răsucire, Нм;
- momentul polar al rezistenței;
d este diametrul părții cilindrice a eșantionului de încercare.
Trebuie remarcat faptul că formula (1) corespunde stării elastice a materialului de probă, care corespunde unei distribuții lineare a tensiunilor tangențiale peste secțiunea transversală a eșantionului. În centrul eforturilor tangențiale ale eșantionului # x003C4; = 0, în straturile de suprafață # x003C4; = # x003C4; max. care este definită prin formula (1).
Pe măsură ce crește cuplul de încercare, materialul se schimbă de la o stare elastică la o stare din plastic, iar formula (1) nu este validă.
Astfel, dezavantajul metodei prototip este precizia scăzută atunci când este aplicată în starea plastică a probei.
Obiectul invenției este de a crește acuratețea metodei.
Sarcina a fost rezolvată, datorită faptului că, în metoda cunoscută pentru a determina tensiunea maximă de forfecare la care au fost încărcate torsiune proba cilindric măsoară cuplul și înregistrarea unghiul de răsucire, măsurarea cuplului se realizează la realizarea de deformare plastică uniformă, care este judecat de torsională sarcină constantă , iar mărimea stresului final de forfecare se calculează prin formula:
unde Мкр - momentul de răsucire măsurat, Нм;
d este diametrul părții cilindrice de lucru a eșantionului, m.
Caracteristicile metodei propuse, trăsăturile distinctive ale metodei conform prototipului - măsurarea cuplului se realizează la realizarea deformare uniformă din plastic, care este judecat de sarcină constantă, torsiune și valoarea limită tensiunii de forfecare calculată cu formula:
unde Мкр - momentul de răsucire măsurat, Нм;
d este diametrul părții cilindrice de lucru a eșantionului, m.
1 este o diagramă caracteristică „cuplului - numărul de rotații“ atunci când este testat în torsiune, Figura 2 - diagrama tensiunilor de forfecare la condiția randamentului.
În diagrama prezentată în fig.1, se disting două regiuni caracteristice. Secțiunea 1 a diagramei corespunde comportării elastice a materialului de probă, determinată de ecuația rezistenței materialelor (1). Secțiunea 2 a diagramei corespunde unei deformări plastice uniforme caracterizate prin starea de randament a materialului de probă. Când eșantionul de testare atinge punctul de randament, o creștere continuă a unghiului de răsucire are loc la o sarcină constantă (cuplu). În starea de fluiditate, tensiunile tangențiale egale cu forța de forfecare finală (tensiunea de randament pe forfecare) vor acționa pe toată secțiunea probei. Deformarea plastică rezultă din suprafața eșantionului, răspândind în interiorul eșantionului, în cazul limitării care capturează întreaga secțiune transversală a eșantionului. Starea de limitare va corespunde diagramei de tensiune de forfecare prezentată în Fig. Starea limită este caracterizată de constanța stresului tangențial egal cu tensiunea de forfecare limitată (ts # x0200A; np) pe întreaga secțiune a eșantionului.
Cuplul rezultat în stare plastică poate fi determinat după cum urmează:
unde R este raza părții cilindrice a eșantionului.
Având în vedere că pe întreaga secțiune # x003C4; =, din relația (2) după integrarea peste r, obținem
Din relația (3) definim valoarea forței finale de forfecare (tensiunea de randament pe forfecare)
unde d = 2R este diametrul părții cilindrice a eșantionului.
Un exemplu de implementare specifică a metodei.
Metoda propusă a fost utilizată pentru a determina tensiunea de forfecare maximă (forfecare de curgere) în timpul testării specimenelor cilindrice cu un diametru de 9,8 mm și o lungime a părții de lucru a 03H14N7V oțelului 10,5 cm utilizate la fabricarea arbori de pompe centrifuge pentru industria petrolieră. In randament teste valoare constantă a apărut o caracteristică a cuplului și menținerea valorilor constante Mcr = 225.4 Nm (23 kgcm) până la eșec. Distrugerea probei a avut loc după răsucirea cu 9 rotații și 140 # x000B0; unghiul total de întoarcere a fost de 3380 # x000B0; Prin formula (4) am obținut
Trebuie notat că atunci când se folosește metoda prototipului cunoscut și formulele (1) se obțin
# x003C4; max = 1220,36 MPa.
O astfel de valoare a stresului tangențial nu poate exista, deoarece Max nu poate depăși tensiunea finală de forfecare (tensiunea de randament pe forfecare).
Astfel, metoda cunoscută a prototipului în condiție # X003C4; max = da umflate la 1,33 ori valoarea rezultatelor, ceea ce poate duce la rezultate eronate atunci când se evaluează modul în care rezistența structurală, și în efectuarea calculelor tehnologice.
Metoda propusă face posibilă determinarea cu mai multă precizie a valorilor forței finale de forfecare (tensiunea de randament pe forfecare) folosind mecanismul real al deformării plastice în cursul testelor de torsiune.
O metodă de determinare a tensiunii de forfecare de limitare la care au fost încărcate torsiune proba cilindric este măsurat unghiul răsucire registru cuplu și valoarea calculată a tensiunii maxime de forfecare, caracterizat prin aceea că măsurătorile de cuplu sunt realizate la realizarea unei deformări plastice uniformă, care este judecat de către sarcină constantă de torsiune.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: