RU2143106C1 - Process determining mechanical characteristic of materials - Google Patents
Process determining mechanical characteristic of materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2143106C1 RU2143106C1 RU98113727A RU98113727A RU2143106C1 RU 2143106 C1 RU2143106 C1 RU 2143106C1 RU 98113727 A RU98113727 A RU 98113727A RU 98113727 A RU98113727 A RU 98113727A RU 2143106 C1 RU2143106 C1 RU 2143106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indenter
- scratch
- materials
- depth
- indentation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерений и, в частности, предназначено для исследования механических характеристик материалов. The invention relates to the field of measurements and, in particular, is intended to study the mechanical characteristics of materials.
Известен способ определения механических характеристик материалов, например истинного сопротивления разрыву и относительного сужения (см. Золоторевский B. C. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1983. ГОСТ 1497-84 "Металлы. Методы испытания на растяжение"), заключающийся в том, что специальный образец, изготовленный из контролируемого материала, закрепляют в захватах испытательной машины и нагружают его одноосным растяжением до разрыва, а истинное сопротивление разрыву и относительное сужение после разрыва определяют по значениям нагрузки в момент разрыва образца и площади поперечного сечения образца в месте разрыва. A known method for determining the mechanical characteristics of materials, such as true tensile strength and relative narrowing (see Zolotorevsky BC Mechanical properties of metals. M .: Metallurgy, 1983. GOST 1497-84 "Metals. Methods of tensile testing"), which consists in the fact that special the sample made of the controlled material is fixed in the grips of the testing machine and loaded with uniaxial tension before rupture, and the true tensile strength and relative narrowing after rupture is determined by the values load at the time of rupture of the sample and the cross-sectional area of the sample at the rupture site.
Недостатками этого способа являются высокие материалоемкость и трудоемкость, низкая производительность, а также необходимость использования громоздкой испытательной машины на растяжение. The disadvantages of this method are the high material consumption and the complexity, low productivity, and the need to use a bulky tensile testing machine.
Известен способ определения истинного сопротивления разрыву, заключающийся в том, что в испытуемый материал вдавливают конус под постоянной нагрузкой, перемещают его в горизонтальном направлении, измеряют чистую ширину полученной царапины, по которой рассчитывают истинное сопротивление разрыву (см. Давиденков Н.Н. Некоторые проблемы механики материалов. Л.: Лениздат, 1943). A known method for determining the true tensile strength is that a cone is pressed into the test material under a constant load, it is moved in the horizontal direction, the net width of the resulting scratch is measured, which is used to calculate the true tensile strength (see N. N. Davidenkov. Some problems of mechanics materials. Leningrad: Lenizdat, 1943).
Недостатками этого способа являются низкие производительность и точность. The disadvantages of this method are low productivity and accuracy.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения механической характеристики материала, такой как поперечное сужение, заключающийся в том, что на материал наносят индентором царапину, например алмазным конусом, замеряют геометрические параметры, такие как высоту образовавшегося наплыва в конце царапины и глубину или ширину царапины. По замеренным геометрическим параметрам определяют поперечное сужение материала (авт. св. СССР N 275483, кл. C 01 N 34/01, опубл. 03.07.1970). Closest to the invention in technical essence is a method for determining the mechanical characteristics of a material, such as a transverse narrowing, which consists in the fact that the material is scratched with an indenter, for example, with a diamond cone, geometric parameters are measured, such as the height of the formed influx at the end of the scratch and the depth or width scratches. The measured geometric parameters determine the transverse narrowing of the material (ed. St. USSR N 275483, class C 01 N 34/01, publ. 03.07.1970).
Недостатками этого способа являются низкие производительность и точность. The disadvantages of this method are low productivity and accuracy.
Технической задачей изобретения является повышение точности, производительности, расширение функциональных возможностей способа. An object of the invention is to improve the accuracy, performance, expanding the functionality of the method.
Эта техническая задача достигается тем, что в известном способе определения механических характеристик материалов при испытании материала в него вдавливают индентор, перемещают последний в горизонтальном направлении, измеряют геометрические параметры полученной царапины, вдавливание индентора проводят до образования постоянной глубины отпечатка, затем при горизонтальном перемещении индентора непрерывно регистрируют значения усилия царапанья и длины царапины в качестве геометрического параметра и после достижения максимального значения указанного усилия и соответствующей ему длины царапины прекращают перемещение индентора. This technical problem is achieved by the fact that in the known method for determining the mechanical characteristics of materials when testing the material, the indenter is pressed into it, the latter is moved in the horizontal direction, the geometric parameters of the resulting scratch are measured, the indenter is pressed until a constant imprint depth is formed, then the horizontal indenter is continuously recorded values of scratching force and scratch length as a geometric parameter and after reaching maximum the values of the indicated force and the corresponding scratch length stop the movement of the indenter.
Существо изобретения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ. The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a device that implements the proposed method.
Устройство содержит механизм вдавливания 1, силовой шток с индентором 2, например коническим, индикатор часового типа 3 для измерения глубины вдавливания индентора 2, механизм горизонтального перемещения 4 индентора 2, пружины с датчиками измерения усилия царапанья 5 и измерения длины царапины 6, плату сопряжения 7, встроенную в персональный компьютер 8 типа IBM PC/AT. The device comprises an indentation mechanism 1, a power rod with an indenter 2, for example a conical one, a dial gauge 3 for measuring the indentation depth of the indenter 2, a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Механизм вдавливания 1 внедряет силовой шток с коническим индентором 2, имеющим геометрический параметр γ, в поверхность испытуемого материала. Индикатором часового типа 3 с ценой деления 1 мкм измеряют глубину внедрения индентора 2. При достижении заданной глубины внедрения t процесс вдавливания прекращают и запускают механизм горизонтального перемещения 4 индентора 2. При этом датчиком измерения усилия 5 производится непрерывная регистрация усилия царапанья P, а датчиком измерения длины 6 регистрируется длина царапины l. Информация с датчиков 5 и 6 в аналоговой форме передается через плату сопряжения 7 в персональный компьютер 8. После достижения максимального усилия царапанья Pmax и соответствующей ему длины царапины lmax механизм горизонтального перемещения 4 отключают.The indentation mechanism 1 introduces a force rod with a conical indenter 2 having a geometric parameter γ into the surface of the test material. The dial gauge type 3 with a division value of 1 μm measures the penetration depth of the indenter 2. When the desired penetration depth t is reached, the indentation process is stopped and the
По полученным параметрам определяют следующие механические характеристики материала. According to the obtained parameters, the following mechanical characteristics of the material are determined.
Истинное сопротивление разрыва Sk
Sk = F(Pmax,t,γ),
Относительное сужение после разрыва ψ
ψ = F(lmax,γ).
Реализация предлагаемого способа определения механических характеристик материалов проводится в автоматизированном режиме. Весь процесс испытаний с выдачей значений механических характеристик занимает 3...5 минут. Предлагаемый способ позволяет определять механические характеристики материала без изготовления и испытания образцов на растяжение.True rupture resistance S k
S k = F (P max , t, γ),
Relative narrowing after rupture ψ
ψ = F (l max , γ).
Implementation of the proposed method for determining the mechanical characteristics of materials is carried out in an automated mode. The whole test process with the issuance of the values of the mechanical characteristics takes 3 ... 5 minutes. The proposed method allows to determine the mechanical characteristics of the material without the manufacture and testing of samples in tension.
В таблице приведены экспериментальные сравнительные результаты определения механических характеристик стали 45 предлагаемым способом и существующим способом испытания образцов на растяжение. The table shows the experimental comparative results of determining the mechanical characteristics of steel 45 by the proposed method and the existing method of tensile testing of samples.
Как видно из таблицы, максимальное относительное отклонение значений механических характеристик, определенных предлагаемым способом, от значений тех же механических характеристик, определенных способом растяжения образцов, не превышает ±5%. As can be seen from the table, the maximum relative deviation of the values of the mechanical characteristics determined by the proposed method from the values of the same mechanical characteristics determined by the method of stretching the samples does not exceed ± 5%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113727A RU2143106C1 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Process determining mechanical characteristic of materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113727A RU2143106C1 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Process determining mechanical characteristic of materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2143106C1 true RU2143106C1 (en) | 1999-12-20 |
Family
ID=20208576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113727A RU2143106C1 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Process determining mechanical characteristic of materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2143106C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451283C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method for determining non-uniform distribution of metal mechanical properties |
| RU2680111C1 (en) * | 2018-04-16 | 2019-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Determination method of true resistivity to abruption |
| RU2721314C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of determining relative narrowing after fracture |
-
1998
- 1998-07-17 RU RU98113727A patent/RU2143106C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Давиденков Н.Н. Некоторые проблемы механики материалов. - Л.: Лениздат, 1943. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451283C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method for determining non-uniform distribution of metal mechanical properties |
| RU2680111C1 (en) * | 2018-04-16 | 2019-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Determination method of true resistivity to abruption |
| RU2721314C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of determining relative narrowing after fracture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Fracture analysis of marble specimens with a hole under uniaxial compression by digital image correlation | |
| Radovic et al. | Comparison of different experimental techniques for determination of elastic properties of solids | |
| KR100418700B1 (en) | Ball indenter based on FEA solutions for property evaluation | |
| JP2008519963A (en) | Fracture toughness measurement method using continuous press-fitting method | |
| JPH05203550A (en) | Method and apparatus for measuring surface | |
| WO2006013450A3 (en) | Method and apparatus for determining mechanical features of a material with comparison to reference database | |
| RU2646442C1 (en) | Method for determining physico-mechanical characteristics of modified surface layer of product material and device for it | |
| RU2143106C1 (en) | Process determining mechanical characteristic of materials | |
| JP3523806B2 (en) | Defect inspection method in concrete structure | |
| US3123997A (en) | cosner | |
| Boutrid et al. | Strength hardness rock testing | |
| Kao et al. | Inelastic strain and damage in surface instability tests | |
| JP7145001B2 (en) | Ground strength estimation method | |
| Boutrid et al. | Investigation into Brinell hardness test applied to rocks | |
| JP3804179B2 (en) | Nondestructive strength test method for concrete | |
| JP2003207432A5 (en) | ||
| JPH05506305A (en) | Method for measuring hardness or elastic material properties under applied load in ultrasonic contact impedance method | |
| RU2721314C1 (en) | Method of determining relative narrowing after fracture | |
| RU2063015C1 (en) | Method of determination of ultimate strength of material | |
| RU2077718C1 (en) | Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials | |
| RU2433383C1 (en) | Non-destructive testing method of metal strength in structures | |
| RU2280852C1 (en) | Method of testing grounds | |
| JP2008292234A (en) | Young's modulus calculation, analysis and calibrating method utilizing instrumented indentation test | |
| RU2711300C1 (en) | Soil testing method by means of static probing method | |
| RU2406993C1 (en) | Procedure for determination of mechanical properties of metal samples |