RU2011182C1 - Method of determining material ultimate strength - Google Patents
Method of determining material ultimate strength Download PDFInfo
- Publication number
- RU2011182C1 RU2011182C1 SU4952730A RU2011182C1 RU 2011182 C1 RU2011182 C1 RU 2011182C1 SU 4952730 A SU4952730 A SU 4952730A RU 2011182 C1 RU2011182 C1 RU 2011182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indenter
- test material
- diameter
- tensile strength
- center
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного контроля предела прочности материалов. The invention relates to measuring equipment and can be used for operational control of the tensile strength of materials.
Известен способ определения предела прочности материала детали, заключающийся в изготовлении из испытуемого материала детали образца для испытания на растяжение и последующего его испытания. A known method for determining the tensile strength of the material of the part, which consists in the manufacture of the test material of the details of the sample for tensile testing and its subsequent testing.
Этот способ имеет большую трудоемкость из-за необходимости изготовления и последующего испытания образца, его невозможно использовать при стопроцентном контроле деталей, а также при малых размерах деталей. This method has a large complexity due to the need for manufacturing and subsequent testing of the sample, it cannot be used for 100% control of parts, as well as for small sizes of parts.
Наиболее близким по технической сущности является способ, заключающийся в том, что в испытуемый материал вдавливают индентор и определяют размер отпечатка, при этом при вдавливании индентора непрерывно увеличивают нагрузку до значения, соответствующего максимальному напряжению в зоне контакта, и определяют величину предела прочности σв по формуле
σв = 0,333˙ Нmax, (1)
где Нmax - максимальное напряжение.The closest in technical essence is the way that an indenter is pressed into the test material and the print size is determined, while pressing the indenter, the load is continuously increased to the value corresponding to the maximum voltage in the contact zone, and the value of tensile strength σ in is determined by the formula
σ in = 0.333˙ N max , (1)
where N max is the maximum voltage.
Недостатком этого способа является высокая трудоемкость, связанная с необходимостью построения диафрагмы вдавливания индентора. Кроме того, диаграмма вдавливания не имеет четко выраженного максимума средних напряжений, что снижает точность определения предела прочности. The disadvantage of this method is the high complexity associated with the need to build an indenter inlet diaphragm. In addition, the indentation diagram does not have a clearly defined maximum of average stresses, which reduces the accuracy of determining the tensile strength.
Сущностью изобретения является то, что в испытуемый материал внедряют сферический индентор, регистрируют диаметр остаточного отпечатка и пластическую твердость, оценивают напряжения в центре отпечатка, измеряют нагрузку на индентор и определяют предел прочности по формуле
σв= 
(2) где σi,o = 0,955 (1-2μ2)P/d2 - интенсивность напряжения в центре отпечатка;
μ2 - коэффициента Пуассона испытуемого материала;
d - диаметр остаточного отпечатка;
НД - пластическая твердость испытуемого материала;
Р - нагрузка на индентор;
К1 = (1- μ1 2) π˙Е1 - коэффициент, зависящий от упругих констант материала индентора;
μ1 и Е1 - коэффициент Пуассона и модуль нормальной упругости материала индентора;
а - коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала;
D - диаметр сферического индентора.The essence of the invention is that a spherical indenter is introduced into the test material, the diameter of the residual fingerprint and plastic hardness are recorded, stresses in the center of the fingerprint are evaluated, the load on the indenter is measured and the tensile strength is determined by the formula
σ in =
(2) where σ i, o = 0.955 (1-2μ 2 ) P / d 2 is the voltage intensity at the center of the indent;
μ 2 - Poisson's ratio of the test material;
d is the diameter of the residual imprint;
ND - plastic hardness of the test material;
P is the load on the indenter;
K 1 = (1 - μ 1 2 ) π˙E 1 - coefficient depending on the elastic constants of the material of the indenter;
μ 1 and E 1 - Poisson's ratio and the modulus of normal elasticity of the material of the indenter;
a is a coefficient depending on the chemical composition of the test material;
D is the diameter of the spherical indenter.
Отличительными признаками изобретения является то, что измеряют нагрузку на индентор и определяют предел прочности по предложенной формуле (2). Distinctive features of the invention is that they measure the load on the indenter and determine the tensile strength by the proposed formula (2).
Найденные новые взаимосвязи между нагрузкой на индентор, диаметром остаточного отпечатка и коэффициентом Пуассона испытуемого материала позволяют определять интенсивность напряжения в центре отпечатка, по которой с учетом пластической твердости испытуемого материала и упругих свойств материала индентора определяют предел прочности испытуемого материала. The new relationships found between the load on the indenter, the diameter of the residual fingerprint and the Poisson's ratio of the test material allow us to determine the stress intensity at the center of the fingerprint, which, taking into account the plastic hardness of the test material and the elastic properties of the indenter material, determines the tensile strength of the test material.
Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.
В испытуемый материал внедряют сферический индентор, измеряют нагрузку на индентор, после разгрузки регистрируют диаметр остаточного отпечатка и определяют интенсивность напряжений в центре отпечатка
σi,0 = 0,955 (1 - 2 μ2)Р/d2. (3)
Затем регистрируют пластическую твердость и определяют предел прочности испытуемого материала по формуле
σв= 
σ i, 0 = 0.955 (1 - 2 μ 2 ) P / d 2 . (3)
Then record the plastic hardness and determine the tensile strength of the test material by the formula
σ in =
П р и м е р. Определение предела прочности проводили на образцах, изготовленных из различных материалов: армко-железо, сталь 45, 30ХГСА, латуни Л63, титана ВТ6, дюралюминия Д16. Индентор был изготовлен из стали ШХ-15 (μ 1 = 0,3, Е1 = 2˙ 105 МПа) и имел диаметры 5, 10, 20 мм. Коэффициенты Пуассона μ2 испытуемых материалов: армко-железа и сталей 0,3; латуни 0,34; титана 0,32; дюралюминия 0,33. Внедрение индентора в испытуемый материал выполняли с помощью пресса Бринелля. Диаметр остаточного отпечатка измеряли с помощью инструментального микроскопа МИМ-2 с ценой деления 0,005 мм. Интенсивность напряжений в центре отпечатка определяли по формуле (3). Измерение пластической твердости испытуемых материалов выполняли по ГОСТ 18835-73 "Металлы. Метод измерения пластической твердости". Результаты представлены в таблице, в которой приведены также и значения предела прочности, определенные по ГОСТ 1497-84 "Металлы. Методы испытания на растяжение", принятому в качестве эталонного способа. Как видно из таблицы, в подавляющем большинстве испытаний погрешность определения предлагаемым способом составляет около 5% .PRI me R. The tensile strength was determined on samples made of various materials: armco-iron, steel 45, 30KhGSA, brass L63, titanium VT6, duralumin D16. The indenter was made of ShKh-15 steel (μ 1 = 0.3, E 1 = 2˙10 5 MPa) and had diameters of 5, 10, 20 mm. Poisson's ratios μ 2 of the tested materials: Armco-iron and steel 0.3; brass 0.34; titanium 0.32; duralumin 0.33. The introduction of the indenter in the test material was performed using a Brinell press. The diameter of the residual imprint was measured using an MIM-2 instrumental microscope with a division value of 0.005 mm. The stress intensity in the center of the imprint was determined by the formula (3). The measurement of plastic hardness of the tested materials was performed according to GOST 18835-73 "Metals. Method for measuring plastic hardness". The results are presented in the table, which also shows the values of tensile strength, determined according to GOST 1497-84 "Metals. Tensile test methods", adopted as a reference method. As can be seen from the table, in the vast majority of tests, the error of determination by the proposed method is about 5%.
Результаты экспериментальной проверки свидетельствуют о пригодности способа для практического использования. (56) Марковец М. П. Определение механических свойств металлов по твердости. М. : Машиностроение, 1979, с. 70-75. The results of experimental verification indicate the suitability of the method for practical use. (56) Markovets M.P. Determination of the mechanical properties of metals by hardness. M.: Mechanical Engineering, 1979, p. 70-75.
Claims (1)
σв=
где σi,0 = 0,955(1-2μ2) P / d 2 - интенсивность напряжений в центре отпечатка;
μ2 - коэффициент Пуассона испытуемого материала;
d3 - диаметр остаточного отпечатка;
HD - пластическая твердость испытуемого материала;
P - нагрузка на индентор;
K1 = (1 - μ1) / π˙E1 - коэффициент, зависящий от упругих констант материала индентора;
μ1и E1 - коэффициент Пуассона и модуль нормальной упругости материала индентора;
a - коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала;
D - диаметр сферического индентора.METHOD FOR DETERMINING THE STRENGTH OF MATERIAL, which consists in introducing a spherical indenter into the test material, recording the diameter of the residual indentation and plastic hardness, evaluating the stress at the center of the indenting and determining the tensile strength, which, in order to increase the accuracy, measures the indenter load and determine the tensile strength σ in the formula
σ in =
where σ i, 0 = 0.955 (1-2μ 2 ) P / d 2 - stress intensity in the center of the print;
μ 2 - Poisson's ratio of the test material;
d 3 - the diameter of the residual imprint;
HD is the plastic hardness of the test material;
P is the load on the indenter;
K 1 = (1 - μ 1 ) / π˙E 1 is a coefficient depending on the elastic constants of the material of the indenter;
μ 1 and E 1 - Poisson's ratio and the modulus of normal elasticity of the material of the indenter;
a is a coefficient depending on the chemical composition of the test material;
D is the diameter of the spherical indenter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4952730 RU2011182C1 (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Method of determining material ultimate strength |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4952730 RU2011182C1 (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Method of determining material ultimate strength |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011182C1 true RU2011182C1 (en) | 1994-04-15 |
Family
ID=21583118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4952730 RU2011182C1 (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Method of determining material ultimate strength |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2011182C1 (en) |
-
1991
- 1991-05-28 RU SU4952730 patent/RU2011182C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Colucci et al. | Stress relaxation experiments in polycarbonate: a comparison of volume changes for two commercial grades | |
| CN110031281B (en) | Method for determining steel type | |
| RU2011182C1 (en) | Method of determining material ultimate strength | |
| Cox | The four-point bend test as a tool for coating characterization | |
| RU2086947C1 (en) | Process of determination of yield point of materials | |
| RU2079832C1 (en) | Process of determination of yield point of materials | |
| Bucknall et al. | A novel hysteresis test for studying crazing and shear yielding in rubber‐toughened polymers | |
| JP3038356B2 (en) | Specimen for fatigue test | |
| Rahim et al. | The indentation size effect and its role in microhardness measurements of two viscoelastic materials under different loads and times | |
| Donzella et al. | Some experimental results about the correlation between Barkhausen noise and the fatigue life of steel specimens | |
| Kainradl et al. | The tear strength of vulcanizates | |
| BAXTER | Exoelectron measurements of the rate of development of fatigue | |
| RU2170918C1 (en) | Method of estimation of remaining operating time of part | |
| SU1666949A1 (en) | Method for checking meat freshness | |
| RU2727068C1 (en) | Method for determining limit uniform narrowing | |
| Lodeiro et al. | Critical review of interface testing methods for composites. | |
| RU2039965C1 (en) | Method of estimation of stamping capacity of sheet metal | |
| Brosh et al. | Shear modulus—Measurement methodology with application to light-cured resin composites | |
| SU1649377A1 (en) | Method for determining hardness | |
| Lodeiro | Single-fibre fragmentation test for the characterisation of interfacial phenomena in PMCs. | |
| Botty et al. | Application of microscopical techniques to the evaluation of experimental fibers | |
| Desjardins et al. | The correlation between mechanical and electrochemical parameters of stress corrosion cracking of austenitic stainless steels | |
| SU890132A1 (en) | Material specimen creeping characteristic determination method | |
| SU800812A1 (en) | Method of determining strength characteristics of elastic materials | |
| RU2085902C1 (en) | Method of evaluation of ductility of hardened metal |