RU2066859C1 - Process of determination of mechanical properties of material - Google Patents
Process of determination of mechanical properties of material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066859C1 RU2066859C1 SU5041339A RU2066859C1 RU 2066859 C1 RU2066859 C1 RU 2066859C1 SU 5041339 A SU5041339 A SU 5041339A RU 2066859 C1 RU2066859 C1 RU 2066859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indenter
- ball
- readings
- mechanical properties
- loaded
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их механических свойств и может быть использовано при определении модуля нормальной упругости материалов. The invention relates to the study of materials by determining their mechanical properties and can be used to determine the modulus of normal elasticity of materials.
Известен способ определения механических свойств материалов, где в качестве таковых являются характеристики упругости и динамической твердости, состоящей в регистрации и анализе ультразвуковых колебаний образца, возбуждаемых при ударе по нему каким-либо телом [1] К недостаткам этого способа следует отнести его сложность и потребность для реализации специальной электронной аппаратуры. A known method for determining the mechanical properties of materials, where as such are the characteristics of elasticity and dynamic hardness, consisting in the registration and analysis of ultrasonic vibrations of a sample excited by impact on it by any body [1] The disadvantages of this method include its complexity and need for implementation of special electronic equipment.
Наиболее близким является способ определения механических свойств путем измерения твердости по "Роквеллу", заключающийся во вдавливании в испытуемый материал шарового индентора, к которому сперва прикладывают предварительно нагрузку, а затем окончательную большую нагрузку, снимают эту нагрузку и фиксируют результат [2] Недостатком способа является его малая информативность. The closest is the method of determining mechanical properties by measuring the Rockwell hardness, which consists in pressing a ball indenter into the test material, to which a load is first applied, and then the final heavy load is removed, this load is removed and the result is recorded [2] The disadvantage of this method is its low information content.
Технической задачей является расширение возможностей способа путем дополнительного определения модуля нормальной упругости. Задача решается тем, что дополнительно фиксируют результат при приложенной большей нагрузке, а также повторяют те же измерения с плоским индентором, а модуль нормальной упругости рассчитывают с помощью преобразованной известной формулы Герца [3]
Cпособ осуществляют при помощи прибора для измерения твердости по "Роквеллу". Производят вдавливание шарового индентора в исследуемый материал, прикладывая предварительную нагрузку, совмещают "Нуль" шкалы с концом стрелки, прикладывают основную нагрузку. В отличие от известного способа (определения твердости) показания прибора фиксируют не только в разгруженном состоянии, но и под нагрузкой. Кроме того, ту же самую процедуру проделывают, сменив шаровой индентор на плоский. Модуль рассчитывают по формуле, полученной из известной формулы Герца (3):
где W [(A-B)-(C-D)] K упругое сближение образца и индентора,
A и В показания стрелки в разгруженном и нагруженном состоянии соответственно с шаровым индентором,
С и D то же самое с плоским индентором,
K цена деления шкалы прибора,
μ,, μи коэффициенты Пуассона материалов образца и индентора,
E, Eи модули нормальной упругости материалов образца и индентора,
P нагрузка,
R радиус шарового индентора.The technical problem is to expand the capabilities of the method by additionally determining the modulus of normal elasticity. The problem is solved in that they additionally record the result under a larger load, and also repeat the same measurements with a flat indenter, and the modulus of normal elasticity is calculated using the converted well-known Hertz formula [3]
The method is carried out using a Rockwell hardness tester. A ball indenter is pressed into the test material, applying a preliminary load, combine the "Zero" scale with the end of the arrow, apply the main load. In contrast to the known method (determination of hardness), the readings of the device are recorded not only in the unloaded state, but also under load. In addition, the same procedure is done, changing the ball indenter to a flat one. The module is calculated by the formula obtained from the well-known Hertz formula (3):
where W [(AB) - (CD)] K is the elastic approximation of the sample and indenter,
A and B the readings of the arrow in the unloaded and loaded state, respectively, with a ball indenter,
C and D are the same with a flat indenter,
K the price of the division of the scale of the device,
μ ,, μ and Poisson's ratios of the materials of the sample and indenter,
E, E and normal elastic moduli of the materials of the sample and indenter,
P load
R is the radius of the ball indenter.
Прибор устроен так, что показывает величину деформации, возникающей при приложении основной нагрузки. Однако эта деформация включает в себя упругую (обратимую) и пластическую (необратимую или остаточную). Для определения твердости учитывают только величину пластической деформации при внедрении индентора в испытуемый материал и поэтому снимают показания прибора после снятия основной нагрузки. Для определения же модуля по формуле (1) необходимо знать упругое сближение, т.е. из показания прибора в разгруженном состоянии (A) вычитаем показание в нагруженном состоянии (B), для чего и предполагается фиксировать последнее. Однако в полученную таким образом величину упругой деформации, кроме искомого сближения, дает вклад упругая деформация элементов самого прибора. Поэтому предлагается для определения величины этого вклада провести ту же процедуру с плоским индентором и найденную величину (C D) вычесть из общего значения (A B). The device is designed so that it shows the magnitude of the deformation that occurs when the main load is applied. However, this deformation includes elastic (reversible) and plastic (irreversible or residual). To determine the hardness, only the amount of plastic deformation is taken into account when the indenter is introduced into the test material and therefore the device reads after removing the main load. To determine the module by formula (1), it is necessary to know the elastic approach, i.e. from the reading of the device in the unloaded state (A) we subtract the reading in the loaded state (B), for which it is supposed to fix the latter. However, in addition to the desired approximation, the elastic deformation of the elements of the device itself contributes to the elastic strain obtained in this way. Therefore, it is proposed to determine the magnitude of this contribution to carry out the same procedure with a flat indenter and subtract the found value (C D) from the total value (A B).
Пример. Образец стальную пластинку с твердостью НРС 45 ед. приводили в соприкосновение с шаровым индентором стальным закаленным шаром диаметром 2,5 мм, прикладывали предварительную нагрузку в 10 кг, совмещали стрелку с "нулем" шкалы, затем производили нагружение нагрузкой Р 40 кг, снимали показания В 66, разгружали и снова снимали показания A 95, затем устанавливали плоский индентор и снимали те же показания в нагруженном состоянии D 79 и в разгруженном состоянии С 99. μ коэффициент Пуассона стали 0,3, Еи 20000 кг/мм2, радиус шарового индентора 1,25 мм. Расчет показал (формула 1), что искомый модуль упругости Е 20500 кг/мм2, что согласуется с табличными данными [4] т.е. стало возможным при помощи прибора "Роквелла" определять кроме твердости модуль нормальной упругости.Example. Sample steel plate with a hardness of LDC 45 units. brought into contact with a ball indenter with a 2.5 mm steel hardened ball, applied a preliminary load of 10 kg, combined the needle with the “zero” of the scale, then loaded with a load of P 40 kg, took readings B 66, unloaded and again readings A 95 then a flat indenter was installed and the same readings were taken in the loaded state D 79 and in the unloaded state C 99. μ Poisson's ratio of steel 0.3, E and 20,000 kg / mm 2 , the radius of the ball indenter 1.25 mm. The calculation showed (formula 1) that the desired elastic modulus E 20500 kg / mm 2 , which is consistent with the tabular data [4] ie with the help of the Rockwell device it became possible to determine, besides hardness, the modulus of normal elasticity.
Литература
1. Баранов В.М. Ультразвуковые измерения в атомной технике. М. Атомиздат, 1975, с.263.Literature
1. Baranov V.M. Ultrasonic measurements in atomic engineering. M. Atomizdat, 1975, p. 263.
2. Испытания металлов. М. Металлургия, 1967, с.45. 2. Testing of metals. M. Metallurgy, 1967, p. 45.
3. Дрозд М. С. Матлин М.М. Сидякин Ю.Н. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. М. Машиностроение, 1986, с.220. 3. Drozd M. S. Matlin M. M. Sidyakin Yu.N. Engineering calculations of elastoplastic contact deformation. M. Engineering, 1986, p. 220.
4. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике. Справочник. М.-Л. Энергия, 1967, с.240. 4. Physical properties of steels and alloys used in energy. Directory. M.-L. Energy, 1967, p. 240.
Claims (1)
где μ и μ4 коэффициенты Пуассона материала и индентора;
E4 модуль нормальной упругости материала индентора;
P нагрузка;
R радиус шарового индентора;
W упругое сближение образца и индентора;
W [(A B) (C D)]K,
где A, B показания стрелки в нагруженном и разгруженном состоянии шарового индентора;
C, D показания стрелки прибора в нагруженном и разгруженном состоянии плоского индентора;
K цена деления шкалы прибора.A method for determining the mechanical properties of a material by which a sample of the test material is placed in a Rockwell hardness measuring device, a ball indenter is applied to the sample to which a preliminary load is applied, then the main heavy load is removed, this load is removed, and the arrow reading of the device’s measuring device is recorded with the indenter unloaded and use these indications to determine the parameter characterizing the mechanical properties of the material, characterized in that I additionally fix the readings of the arrow of the measuring device with a loaded indenter, then the same operations are repeated when a flat indenter is pressed from the same material as the ball one, and the elastic modulus E, which is determined by the formula, is selected as a parameter characterizing the mechanical properties of the material
where μ and μ 4 are the Poisson ratios of the material and indenter;
E 4 the modulus of normal elasticity of the material of the indenter;
P load;
R is the radius of the ball indenter;
W elastic approximation of the sample and indenter;
W [(AB) (CD)] K,
where A, B are the readings of the arrow in the loaded and unloaded state of the ball indenter;
C, D readings of the arrow of the device in the loaded and unloaded state of a flat indenter;
K the price of the division of the scale of the device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5041339 RU2066859C1 (en) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | Process of determination of mechanical properties of material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5041339 RU2066859C1 (en) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | Process of determination of mechanical properties of material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2066859C1 true RU2066859C1 (en) | 1996-09-20 |
Family
ID=21603798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5041339 RU2066859C1 (en) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | Process of determination of mechanical properties of material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066859C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451282C1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method for determining mechanical characteristics of materials |
-
1992
- 1992-05-06 RU SU5041339 patent/RU2066859C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Баранов В.М. Ультразвуковые измерения в атомной технике, М., Атомиздат, 1975, с. 263. 2. Испытания материалов, М., Металлургия, 1967, с. 45. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451282C1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method for determining mechanical characteristics of materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Huang et al. | An experimental study of the rate dependence of tensile strength softening of Longyou sandstone | |
Lavrov | Kaiser effect observation in brittle rock cyclically loaded with different loading rates | |
CN107449664B (en) | The method for measuring concrete absolute stress under uniaxial compression using scattered ultrasonic wave method | |
US4689558A (en) | Non-destructive method of measuring the fatigue limit of ferromagnetic materials by use of the mechanical Barkhauser phenomenon | |
RU2066859C1 (en) | Process of determination of mechanical properties of material | |
Gerberich et al. | An acoustic emission investigation of microscopic ductile fracture | |
RU2086947C1 (en) | Process of determination of yield point of materials | |
SU973702A1 (en) | Instrument for compression testing of soil | |
RU2143106C1 (en) | Process determining mechanical characteristic of materials | |
Baxevani et al. | The modified Rockwell test: a new probe for mechanical properties of metals | |
Shabel et al. | A new procedure for the rapid determination of yield and tensile strength from hardness tests | |
RU2756376C1 (en) | Method for determining yield strength of material during crushing | |
RU2711300C1 (en) | Soil testing method by means of static probing method | |
RU2301984C2 (en) | Device for measuring hardness of standard specimens | |
RU2817587C1 (en) | Method of determining deformation characteristics of soils | |
SU868437A1 (en) | Method of determining normal elasticity modulus | |
SU1753351A1 (en) | Material fatigue stress testing method | |
SU1649377A1 (en) | Method for determining hardness | |
RU2060489C1 (en) | Method of determination of brittleness temperature of steel | |
SU909625A2 (en) | Method of determination of elastic material mechanical properties | |
SU1422104A1 (en) | Method of determining limit of durable strength of rocks | |
RU2085902C1 (en) | Method of evaluation of ductility of hardened metal | |
SU800812A1 (en) | Method of determining strength characteristics of elastic materials | |
RU10260U1 (en) | BEND MEASUREMENT DEVICE | |
RU2237880C1 (en) | Method of calibrating instrument for measuring hardness of materials |