FI60313C - Omvaend slaggeometri vid slagprov - Google Patents
Omvaend slaggeometri vid slagprov Download PDFInfo
- Publication number
- FI60313C FI60313C FI793151A FI793151A FI60313C FI 60313 C FI60313 C FI 60313C FI 793151 A FI793151 A FI 793151A FI 793151 A FI793151 A FI 793151A FI 60313 C FI60313 C FI 60313C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- rod
- impact
- test
- hammer
- support
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0032—Generation of the force using mechanical means
- G01N2203/0039—Hammer or pendulum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/026—Specifications of the specimen
- G01N2203/0262—Shape of the specimen
- G01N2203/027—Specimens with holes or notches
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
RäFH M (11)KUULUTUSjULKA«SU 6Q313 Ή&α lJ {rv utlAggningsskrift c(45) “' ' \yi ' ‘ 3 l" ^ v * (51) Kv.llc.3/lnt.CI.3 G 01 N 3/30 SUOMI — FINLAND (21) PtUnttlh»k*mui — Pat«ntaiMÖknln| 793151 / (22) H»k#ml*ptlvl — AmMcnlngidag 10.10.79 ' ' (23) Alkupiivt — Glltl|h«tadaf 10.10.79 (41) Tullut JulklMkil — Bllvlt offwrtllf 11.0^· 8l
Patentti· ja rekisterihallitus .... ..... ,. . * _ ^ * , (44) Nihtfviktlpsnon ja kuuLjullultun pvm. — n nfl fin
Patent· oeh registeratyrelsen Arattkan utl»|d och utl.akrift«n public·™* ,51.00.o± (32)(33)(31) Pyydetty atuolkwu —Begird prloritet (71) Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Vuorimiehentie 5» 02150 Espoo 13,
Suomi-Fi nland(FI) (72) Erkki Sirkkola, Kirkkonummi, Heikki Kotilainen, Espoo, Suomi-Finland(FI) (5*0 Käännetty iskugeooetria iskukokeessa - Ctovand slaggeometri vid slagprov
Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite iskukokeen suorittamiseksi.
Aineenkoetuksessa käytetään yleisesti iskuvasaraa materiaalin isku-sitkeyden mittaamiseksi. Menetelmä on standardisoitu useissa maissa, esim. SFS 2853, DIN 51222 ja ASTM E 370. Iskukokeessa mitataan tavallisesti sauvan murtumiseen kulunut iskuenergia lämpötilan funktiona .
Iskukokeen etuina ovat sen halpuus ja nopea suoritus. Koe voidaan tehdä myös instrumentoituna, sillä pelkkä energiamittaus ei yleensä anna riittävästi informaatiota rakenteen mitoittamiseen murtumista vastaan. Mittaamalla koesauvaan kphdistuvaa voimaa vasaran kärjestä iskun aikana esim. jännitysvenymäliuskojen avulla saadaan yksityiskohtaisempaa tietoa materiaalista ja murtumistapahtumasta. Instrumentoidusta iskukokeesta saadaan tuloksena voima-aikakuvaaja, jonka muoto riippuu voimakkaasti lämpötilasta metalleilla (kuten esim. niukkahiilisillä rakenneteräksillä), joilla esiintyy hauras-sitkeä muutos.
2 60313
Tutkimuksissa, joissa voimanmittausta on käytetty hyväksi, on havaittu, että vasaran isku sauvaan aiheuttaa sauvan massasta ja isku-nopeudesta riippuvan hitausvoiman, joka näkyy voima-aikakuvaajän alussa. Sauvan hitaus siis vastustaa vasaran liikettä ja tästä aiheutuu hitausvoima. Ensimmäisen kosketushetken jälkeen voima nousee nopeasti hitausvoiman maksimiarvoon. Iskukärjen sauvaan iskeytyvän pinnan absoluuttinen nopeus pienenee hetkellisesti kärjen puristuessa äkillisesti ja tästä aiheutuu myös vaimeneva värähtely iskukär-keen.
Hitausvoiman vaikutusaika on niin lyhyt, ettei sauva juuri ehdi taipua eikä myöskään sauvan tuessa voima vielä ehdi kasvaa. Sauvan keskikohdan kiihdyttyä vasaran nopeuteen alkaa hitausvoima pienentyä ja sauva irtoaa vasarasta hetkeksi, minkä jälkeen tapahtuu uusi kosketus ja voima alkaa jälleen nousta. Tällöin sauva on jo hieman taipunut, ja taivuttamiseen tarvittava lineaarisesti kasvava voima summautuu hitausvoimasta aiheutuneeseen vaimenevaan värähtelyyn.
Tämän jälkeen pitäisi tapahtua uusi irtoaminen, mutta iskukärki on jo puristunut niin paljon, ettei se yleensä ehdi palautua neutraali-asemaansa, eikä mitattu voiman arvo (itse asiassa venymäliuskoilla mitattu kärjen puristuma) mene nollaksi.
Vielä tukireaktion syntymisen jälkeenkin poikkeaa taivutusmomentin jakautuminen sauvassa staattisesta tapauksesta, koska taivutusvälin ulkopuolelle jääviin sauvan päihin vaikuttaa myös hitausvoima. Yleisesti voidaan sanoa vain, ettei vasaran kärjestä mitatulla voimalla ja sauvan todellisella jännitystilalla ole mitään yksinkertaista riippuvuutta keskenään hitausvoimien vaikuttaessa. Jos hitausvoima voitaisiin eliminoida tai sen vaikutuskohtaa muuttaa, päästäisiin tarkemmin mittaamaan sauvan jännitystilaa myös kokeen alkuhetkillä.
Hitausvoiman eliminointi on erityisen tärkeää, koska se peittää alleen murtumistapahtuman sauvan murtuessa hauraasti, eikä todellinen murtumisvoima ole koetuloksesta laskettavissa. Hitausvoiman voittamiseen sitoutuu hauraalla materiaalilla energiaa suurella iskunopeu-della lähes puolet kokonaisenergiasta. Suurin haitta hitausvoimasta aiheutuu esim. terässauvan murtuessa hauraasti, koska tällöin murtuma tapahtuu nopeasti ja hyvin pienellä taipumalla. Tällöin todellinen murtumisvoima peittyy hitausvoiman alle. Esim. niukkaseosteinen 3 6 0 31 3 teräs voi lämpötilassa -196*C katketa pelkän hitausvoiman vaikutuksesta .
On yleisesti tunnettua, että hitausvoimaa voidaan pienentää vähentämällä iskunopeutta. Tällöin koe on vähemmän dynaaminen ja kuormitusnopeuden vähenemisen vaikutus pitäisi kullekin materiaalille selvittää erikseen.
Nopeutta alennettaessa on huolehdittava, että käytettävissä oleva iskuenergia on riittävä eli sauvan täytyy katketa tai ainakin mennä tukien välistä.
Tämän menetelmän rajoituksia ovat joissakin tapauksissa liian pieni kuormitusnopeus sekä vasaran pienemmästä liike-energiasta johtuen suurempi kuormitusnopeuden muutos kokeen aikana, joka vaikeuttaa tulosten tulkintaa.
On myös tunnettua pienentää hitausvoiman haittoja kiinnittämällä sauva vasaraan tuen asemasta, jolloin sauvan päät iskeytyvät tukiin eikä vasara sauvaan. Koska nopeusero pysyy samana, syntyy iskussa nytkin hitausvoima, mutta koska iskukohtia on kaksi, jakautuu hitausvoima kummallekin tuelle. Iskuhetkellä ovat vasaran ja sauvan nopeudet yhtä suuret, joten mitään hitausvoimaa ei tässä välissä synny.
Sauvan päiden osuminen tukiin sen sijaan aiheuttaa siellä hitausvoiman, josta johtuva värähtely tuntuu myös kärjessä, mutta viivästyneenä ja vaimentuneena. Merkittävää on myös, että hitausvoima syntyy kaukana sauvan murtumiskohdasta, joka on tutkimuksen kohteena. Lisäksi kestää äärellisen ajan ennen kuin hitausvoiman vaikutus tuntuu sauvan keskellä. Tämä aika on merkittävä murtumisen tapahtuessa nopeasti.
Tällä tavalla saatavat tulokset eivät ole täysin vertailukelpoisia tavanomaisella koejärjestelyllä saatavien kanssa, koska jännitystilat sauvan keskellä poikkeavat toisistaan. Elementtimenetelmällä on laskettu, että vasaran iskiessä liikkumattomaan sauvaan alkusärön vastakkaiselle puolelle on jännitystila erilainen kuin iskun kohdistuessa sauvan päihin.
Toisaalta hitausvoiman aiheuttamaa ylimääräistä jännityshuippua ei 4 6031 3 oteta huomioon laskettaessa esim. murtumissitkeyden dynaamista arvoa Kjd sveitsiläisen ja amerikkalaisen (ASTM) standardiehdotuksen mukaisesti. Näin ollen sauvan päihin kohdistuva isku aiheuttaa sauvan keskellä jännitystilan, joka on lähempänä laskentaohjeiden perustana olevaa ideaalista ja yksinkertaistettua jännitystilaa kuin keskelle osuvan iskun aiheuttama.
Ilmeisistä eduistaan huolimatta sauvan kiinnittäminen iskevään vasaraan on koeteknisesti vaikeaa ja hidasta. Lähes mahdottomaksi tilanne tulee, kun koelämpötila poikkeaa huomattavasti huoneenlämpötilasta, koska kylmän tai kuuman koesauvan käsittely ja kiinnittäminen vasaraan on vaikeaa. Esimerkiksi nestetypestä (-196*C) otettu sauva lämpenee muutaman sekunnin aikana useita kymmeniä asteita riippuen sauvan tukipinnan koosta ja materiaalien ja pintojen välisestä lämmön johtavuudesta , joten sauvan lämpötila iskuhetkellä ei ole hallinnassa .
Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus aikaisemmin tunnettuihin menetelmiin ja laitteisiin, joilla iskukoe suoritetaan.
Keksinnön päämäärä saavutetaan menetelmällä ja laitteella, joille on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksissa on esitetty.
Sauvan kiinnittämisessä iskevään vasaraan esiintyvien ongelmien välttämiseksi on keksinnössä muutettu iskugeometriaa siten, että sauva asetetaan koneen runkoon kiinnitettyä iskukärkeä vastaan ja sauva katkaistaan lyömällä sen päihin massiivisella haarukalla.
Näin sauvan asetteluaika saadaan yhtä lyhyeksi kuin standardoidussa iskukokeessa ja lämpeneminen tai jäähtyminen jää hyväksyttävälle tasolle. Toisaalta iskunopeus ja iskuenergia voivat olla täsmälleen samat kuin standardoidussa iskukokeessa, joten vertailukelpoisuus olemassa oleviin koetuloksiin säilytetään. Ainoaksi eroksi tulee yksinkertaisempi jännitystila sauvan keskellä iskun alussa sekä vähemmän hitausvoimasta johtuvia vaikeuksia voiman mittauksen yhteydessä .
Tällä keksinnöllä parannetaan siis olennaisesti koegeometriän ja laskentageometriän vastaavuutta. Toisaalta vähennetään iskun aiheuttamia koetuloksen analysointia vaikeuttavia tai sitä jopa estäviä värähtelyjä ja estetään hitausvoimaa peittämästä alleen todellista murtumisvoiman arvoa.
Claims (2)
1. Menetelmä iskukokeen suorittamiseksi, tunnettu siitä, että paikallaan olevaan joko Charpy-V tai muun tyyppiseen lovettuun koesauvaan (1), joka on tuettu siten että sauva voi vapaasti taipua taivutustasossaan kohdistetaan isku tarkoituksenmukaisella nopeudella yhtäaikaa sauvan (1) molempiin päihin sauvan murtamiseksi taivuttamalla sitä sen keskikohdalla olevan yhden tai keskikohdan molemmin puolin symmetrisesti sijaisevien kahden tukikärjen (2) ympäri tarkoituksena mitata haluttuja mekaanisia tai muita ominaisuuksia tutkittavasta koemateriaalista eri lämpötiloissa ja atmosfääreissä tai muuten halutuissa olosuhteissa.
2. Iskuvasara, johon kuuluvat runko-osa (6), koesauvan (1) vastin-tuki (2), sauvan tukitaso (5) sekä vasaran varteen (7) kiinnitetyt painot (3) ja iskuhaarukka (4) tunnettu siitä, että tukikärjen (2) eteen sijoitetun koesauvan (1) katkaisemiseksi painojen (3) ja iskuhaarukan (4) muodostamalla iskevällä massalla iskuhaarukka (4) on rakennettu siten, että isku kohdistuu yhtäaikaa koesauvan (1) molempiin päihin.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI793151A FI60313C (fi) | 1979-10-10 | 1979-10-10 | Omvaend slaggeometri vid slagprov |
| US06/194,132 US4425786A (en) | 1979-10-10 | 1980-10-06 | Method and apparatus for impact testing of bend specimen |
| EP80106120A EP0027257B1 (en) | 1979-10-10 | 1980-10-09 | Method and apparatus for impact testing of bend specimen |
| JP14185580A JPS56100339A (en) | 1979-10-10 | 1980-10-09 | Shock testing method and device therefor |
| DE8080106120T DE3064591D1 (en) | 1979-10-10 | 1980-10-09 | Method and apparatus for impact testing of bend specimen |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI793151 | 1979-10-10 | ||
| FI793151A FI60313C (fi) | 1979-10-10 | 1979-10-10 | Omvaend slaggeometri vid slagprov |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI793151A FI793151A (fi) | 1981-04-11 |
| FI60313B FI60313B (fi) | 1981-08-31 |
| FI60313C true FI60313C (fi) | 1981-12-10 |
Family
ID=8512940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI793151A FI60313C (fi) | 1979-10-10 | 1979-10-10 | Omvaend slaggeometri vid slagprov |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4425786A (fi) |
| EP (1) | EP0027257B1 (fi) |
| JP (1) | JPS56100339A (fi) |
| DE (1) | DE3064591D1 (fi) |
| FI (1) | FI60313C (fi) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MY136233A (en) * | 2002-11-18 | 2008-08-29 | Univ Putra Malaysia | Pendulum impact test rig |
| CN1332194C (zh) * | 2004-04-07 | 2007-08-15 | 中国科学院金属研究所 | 双摆冲击试验机及其试验方法 |
| US7360393B1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-04-22 | Honda Motor Company, Ltd. | Methods and apparatus for measuring impact toughness of a tie rod end |
| JP4367960B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2009-11-18 | 本田技研工業株式会社 | 衝撃試験装置 |
| DE102010037979A1 (de) | 2010-10-05 | 2012-04-05 | Zwick Gmbh & Co. Kg | Pendelschlagwerk wie ein Großlastpendel zur Materialprüfung insbesondere einer länglichen, metallischen Probe |
| EP2844975B1 (en) * | 2011-12-21 | 2017-02-01 | Publichnoe Aktsionernoe Obschestvo "Gazprom" | Method of determining resistance to running ductile fracture for high-strength pipe steels |
| US9395400B1 (en) * | 2013-03-11 | 2016-07-19 | Amazon Technologies, Inc. | Test fixture to test device connectors |
| DE102015122419B3 (de) | 2015-12-21 | 2017-03-23 | Zwick Gmbh & Co. Kg | Schlagbock eines Pendelschlagwerks mit vorteilhaftem Lagerstück |
| DE102015122414B3 (de) * | 2015-12-21 | 2017-03-23 | Zwick Gmbh & Co. Kg | Lagerstück für ein Widerlager eines Pendelschlagwerks |
| US10345168B2 (en) | 2016-12-07 | 2019-07-09 | Mts Systems Corporation | High output Charpy sensor body |
| RU2682845C1 (ru) * | 2018-06-08 | 2019-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Маятниковый копер для испытания образцов материалов при ударном нагружении |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR544221A (fr) * | 1921-12-03 | 1922-09-19 | Mouton-pendule pour l'essai des matériaux | |
| US3285060A (en) * | 1963-12-03 | 1966-11-15 | Warner Swasey Co | Pendulum impact tester |
| FR2195343A5 (fi) * | 1972-08-02 | 1974-03-01 | Comp Generale Electricite | |
| FR2222913A5 (en) * | 1973-03-20 | 1974-10-18 | Giros Sa H | Measuring plastic deformation normal to test force - using specially shaped test billet on a Charpy pendulum tester |
| JPS5148084U (fi) * | 1974-10-09 | 1976-04-09 |
-
1979
- 1979-10-10 FI FI793151A patent/FI60313C/fi not_active IP Right Cessation
-
1980
- 1980-10-06 US US06/194,132 patent/US4425786A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-10-09 DE DE8080106120T patent/DE3064591D1/de not_active Expired
- 1980-10-09 JP JP14185580A patent/JPS56100339A/ja active Granted
- 1980-10-09 EP EP80106120A patent/EP0027257B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56100339A (en) | 1981-08-12 |
| US4425786A (en) | 1984-01-17 |
| FI793151A (fi) | 1981-04-11 |
| EP0027257B1 (en) | 1983-08-17 |
| JPS647332B2 (fi) | 1989-02-08 |
| FI60313B (fi) | 1981-08-31 |
| EP0027257A1 (en) | 1981-04-22 |
| DE3064591D1 (en) | 1983-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI60313C (fi) | Omvaend slaggeometri vid slagprov | |
| Shin et al. | Impact tensile behaviors of 9% nickel steel at low temperature | |
| Sahraoui et al. | Analysis of load oscillations in instrumented impact testing | |
| Shu et al. | Experimental study of cold-drawn duplex stainless steel circular tubes under axial compression | |
| Yilei et al. | Dynamic ductile-brittle transition and fracture toughness measurement of metal under intermediate-low loading velocities | |
| Hornbogen | Fracture toughness and fatigue crack growth of grey cast irons | |
| Kobayashi et al. | Evaluation of dynamic crack initiation and growth toughness by computer aided Charpy impact testing system | |
| JPH1030980A (ja) | 衝撃試験装置 | |
| Zhu | Stress and strain analysis of plates subjected to transverse wedge impact | |
| Nakano et al. | Crack arrest toughness of structural steels evaluated by compact test | |
| Klepaczko et al. | Effect of tempering on quasi-static and impact fracture toughness and mechanical properties for 5140 H steel | |
| Henschel et al. | Deflection measurement in low-blow Charpy impact tests | |
| Morita et al. | Problems related to the measurement of load signal in the instrumented Charpy impact test | |
| Kobayashi et al. | Crack opening profile observations for dynamic cleavage crack propagation and arrest | |
| Madeyski et al. | Fractographic method of evaluation of the cyclic stress amplitude in fatigue failure analysis | |
| Weissmann | Determination of mechanical design properties of materials | |
| Yagawa et al. | Dynamic fracture mechanics with electromagnetic force and its application to fracture toughness testing | |
| Varga et al. | ASK procedure for instrumented precracked Charpy-type tests | |
| Dusil et al. | Material aspects of impact fatigue of valve steels | |
| Johnson et al. | Fracture process and molecular kinetics of PMMA | |
| ZHIH‐SHEN et al. | Measuring and calculating GTOD and the J‐integral with a double clip gauge | |
| Welch et al. | Relation Between the Impact and Flexural Tests for Molded Plastics | |
| Klepaczko et al. | QUASI-STATIC AND IMPACT FRACTURE TOUGHNESS OF 5140 H STEEL AFTER DIFFERENT THERMAL TREATMENTS | |
| Tilly | Paper 26: Cumulative Strain Behaviour of a Nickel-Chromium Alloy and an 11 Per Cent Chromium Martensitic Type of Steel under the Action of Cyclic Loading | |
| Chavan et al. | EXPERIMENTAL MEASUREMENT OF DYNAMIC SIFs THROUGH IMPACT BENDING TESTS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS |