RU2137107C1

RU2137107C1 - Method evaluating deformability of materials

Info

Publication number: RU2137107C1
Application number: RU95111755A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Купершляк-Юзефович; Ю.Я. Высоцкий
Original assignee: Купершляк-Юзефович Георгий Марианович; Высоцкий Юрий Яковлевич
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1999-09-10
Also published as: RU95111755A

Abstract

FIELD: mechanical tests of materials. SUBSTANCE: method can be used for timely test of articles in the form of sheets, tubes, shells in shops. For evaluation of deformability of material under local pressing relation of plastic deformation of thickness of material at vertex of bulge formed by impact of striker with spherical butt to velocity of impact is assumed to be measure of deformability. EFFECT: widened application of method and decreased costs on its realization. 2 dwg

Description

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к оценке их деформируемости, и может быть использовано для оперативного цехового контроля изделий в виде листов, труб, оболочек. The invention relates to mechanical testing of materials, namely to assess their deformability, and can be used for operational workshop control of products in the form of sheets, pipes, shells.

Известен способ испытания листового материала при вдавливании сферического штампа в образец, защемленный по контуру /ГОСТ 10510-80. "Металлы. Способ испытания на выдавливание листов и лент по Эриксену"./. Качество металла оценивают по глубине лунки, при которой появляется сквозная трещина. A known method of testing sheet material by pressing a spherical stamp into a sample clamped along the contour / GOST 10510-80. "Metals. Test method for extruding sheets and tapes according to Ericksen" ./. The quality of the metal is evaluated by the depth of the hole at which a through crack appears.

Для сравнения результатов испытаний различных образцов необходима жесткая регламентация условий закрепления образцов, их размеров и способа определения появления сквозной трещины. Необходимость применения значительных сил для защемления образцов и создания выпучины ограничивает толщину испытываемого материала несколькими миллиметрами. Эти требования существенно ограничивают область применения способа. To compare the test results of various samples, strict regulation of the conditions for fixing the samples, their sizes and the method for determining the appearance of a through crack is necessary. The need to use significant forces to pinch the samples and create a bulge limits the thickness of the test material to several millimeters. These requirements significantly limit the scope of the method.

Изобретение решает задачу расширения области применения способа оценки деформируемости материала при локальном выдавливании и снижения затрат на его реализацию. The invention solves the problem of expanding the scope of the method for assessing the deformability of a material during local extrusion and reducing the cost of its implementation.

По предлагаемому способу формирование выпучины в образце производят ударом бойка со сферическим торцем. Деформируемость материала оценивают величиной деформации толщины в вершине выпучины, отнесенной к скорости удара. According to the proposed method, the formation of a bulge in the sample is produced by striking a striker with a spherical end face. The deformability of the material is estimated by the magnitude of the deformation of the thickness at the top of the bulge, related to the speed of impact.

Применение ударного нагружения вместо статического позволяет существенно снизить требования к условиям закрепления образца, т.к. формирование выпучины в этом случае обусловлено распространением осесимметричной пластической волны деформации и практически не зависит от условия закрепления, если точка удара находится на расстоянии не менее двух диаметров бойка от свободного или защемленного контура. Устройства для разгона бойка в виде пороховых или пневматических пушек и средства крепления образцов значительно проще и дешевле, чем соответствующие статические установки. Измерение толщины образца в вершине выпучины, вместо глубины вмятины, реализуется более простыми способами и с большей точностью, т.к. не нужно учитывать неплоскостность образца после испытаний. Это позволяет расширить область применения способа на неплоские образцы, например участки труб или других оболочек. The use of shock loading instead of static allows to significantly reduce the requirements for specimen fixing conditions, since the formation of a bulge in this case is due to the propagation of an axisymmetric plastic deformation wave and practically does not depend on the fixing condition if the impact point is at a distance of at least two diameters of the striker from a free or pinched contour. Devices for dispersing the striker in the form of powder or pneumatic guns and means for attaching samples are much simpler and cheaper than the corresponding static installations. The measurement of the thickness of the sample at the top of the bulge, instead of the depth of the dent, is realized by simpler methods and with greater accuracy, because no need to take into account the non-flatness of the sample after testing. This allows you to expand the scope of the method to non-planar samples, for example sections of pipes or other shells.

На фиг. 1. показано поперечное сечение деформированного образца, на фиг. 2 - зависимость деформации толщины в вершине выпучины от скорости удара для образцов различной толщины. In FIG. 1. shows a cross section of a deformed sample, FIG. 2 - dependence of the thickness deformation at the top of the bulge on the impact velocity for samples of different thicknesses.

Способ осуществляют следующим образом. В контрольную точку образца по нормали к его поверхности выстреливают бойком со сферическим торцем. Боек разгоняют в пороховой или пневматической установке. Скорость удара и масса бойка должны обеспечить создание такой величины пластической деформации, которую можно замерить с оговоренной в технической документации погрешностью. Скорость бойка и погрешность ее регистрации так же оговаривают в технических условиях на испытание конкретного изделия. The method is as follows. At the control point of the sample, normal to its surface is fired strikingly with a spherical end. The striker is dispersed in a powder or pneumatic installation. The speed of impact and the mass of the striker should ensure the creation of such a magnitude of plastic deformation that can be measured with the error specified in the technical documentation. The speed of the striker and the error of its registration are also specified in the technical conditions for testing a particular product.

Размеры образца в плане выбирают из условия, что точка удара должна быть на расстоянии не менее двух диаметров бойка от свободного или защемленного контура образца или от границы предыдущего поражения, если образец испытывают повторно. Масса образца и приспособления для его закрепления должны обеспечивать перемещение после удара в пределах, ограниченных техническими условиями. The dimensions of the sample in the plan are chosen from the condition that the point of impact should be at least two diameters of the striker from the free or pinched contour of the sample or from the border of the previous lesion, if the sample is re-tested. The mass of the specimen and the devices for securing it must ensure movement after impact within limits limited by technical conditions.

Деформируемость материала оценивают отношением деформации в вершине выпучины к скорости удара по формуле
ξ = (1-h₁/h)/V,
где h₁ - толщина в вершине выпучины; h - исходная толщина; v -скорость удара.The deformability of the material is estimated by the ratio of the deformation at the top of the bulge to the impact speed by the formula
ξ = (1-h ₁ / h) / V,
where h ₁ is the thickness at the top of the bulge; h is the initial thickness; v is the speed of impact.

Изобретение позволяет создать систему оперативного цехового контроля пластических свойств заготовок или изделий, обеспечивающую повышение качества соответствующей продукции, и снижение затрат производства за счет исключения из технологического процесса заготовок с неудовлетворительными пластическими свойствами. The invention allows to create a system for operational workshop control of the plastic properties of preforms or products, which provides an increase in the quality of the corresponding products and a reduction in production costs by eliminating preforms with unsatisfactory plastic properties from the process.

По предлагаемому способу были испытаны образцы из стали типа 14 ГС с размерами в плане 100 ч 100 мм, вырезанные из одного листа толщиной 10 мм. Шлифовкой часть образцов была доведена до толщины 6 мм. Деформирование образцов проводили шарами от шарикоподшипников диаметром 25-27 мм. Шар разгоняли пневматической пушкой калибра 30 мм, снабженной системой измерения скорости. Толщину образца до и после испытания измеряли индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм. Деформацию образца определяли по формуле ε = 1-h₁/h.
По результатам испытаний была установлена единая линейная зависимость деформации от скорости удара для толщины 6 - 10 мм, показанная на фиг. 2.According to the proposed method, samples were tested from steel of type 14 GS with dimensions in terms of 100 h 100 mm, cut from one sheet 10 mm thick. By grinding, part of the samples was brought to a thickness of 6 mm. Deformation of the samples was carried out by balls from ball bearings with a diameter of 25-27 mm. The ball was dispersed by a 30 mm pneumatic gun equipped with a speed measuring system. The thickness of the sample before and after the test was measured with a dial gauge with a division value of 0.01 mm. The deformation of the sample was determined by the formula ε = 1-h ₁ / h.
According to the test results, a single linear dependence of the strain on the impact velocity for a thickness of 6-10 mm, shown in FIG. 2.

Claims

A method for assessing the deformability of a material during local extrusion, characterized in that the ratio of plastic deformation of the thickness at the top of the bulge formed by the impact of the striker with a spherical end face to the speed of impact is taken as a measure of deformability.