RU2207537C2 - Method for determining the tensile strength of metals - Google Patents

Method for determining the tensile strength of metals Download PDF

Info

Publication number
RU2207537C2
RU2207537C2 RU2001120848/28A RU2001120848A RU2207537C2 RU 2207537 C2 RU2207537 C2 RU 2207537C2 RU 2001120848/28 A RU2001120848/28 A RU 2001120848/28A RU 2001120848 A RU2001120848 A RU 2001120848A RU 2207537 C2 RU2207537 C2 RU 2207537C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strength
tensile strength
maximum load
cross
section
Prior art date
Application number
RU2001120848/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001120848A (en
Inventor
Л.П. Карпов
В.Я. Панаско
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Комбинат "Электрохимприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Комбинат "Электрохимприбор" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Комбинат "Электрохимприбор"
Priority to RU2001120848/28A priority Critical patent/RU2207537C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2207537C2 publication Critical patent/RU2207537C2/en
Publication of RU2001120848A publication Critical patent/RU2001120848A/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering, applicable in calculations of tensile strength of machine elements. SUBSTANCE: the method consists in manufacture of specimens, testing them for tensile strength with registering of the value of load in the process of tests and determination of their tensile strength as a result of tests. After loading to the maximum load the specimen under test is unloaded, the residual dimensions of the section are measured and its area is determined, strength σм is calculated by division of the maximum load into the section residual area after unloading. For prediction of the increase of strength Δσм a linear equation of the dependence of Δσм from ultimate strength σu, is determined, to this end, a series of specimens with a different level of strength in the preset range of its values is tested. EFFECT: provided a tensile strength with due account made for the actual area of section of the working part of the specimen at the instant corresponding to its maximum load. 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при испытании металлов на прочность, при расчетах прочности деталей машин, оценке прочностных характеристик металлов при их исследовании и разработке новых сплавов. The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in testing metals for strength, in calculating the strength of machine parts, assessing the strength characteristics of metals in their research and development of new alloys.

Известны способы испытания металлов с разгрузкой при нагружении, например при определении предела упругости, условного предела текучести по ГОСТ 1497-84 "Методы испытаний на растяжение". Known methods for testing metals with unloading under loading, for example, when determining the elastic limit, conditional yield strength according to GOST 1497-84 "Methods of tensile tests".

Известны способы определения прочности металлов с учетом деформации сечения разрушения, например определение приведенного напряжения с учетом относительного сужения разрушенного образца (журнал "МИТОМ", 1984, 12, с.21-22). Known methods for determining the strength of metals taking into account the deformation of the fracture cross section, for example, determining the reduced stress taking into account the relative narrowing of the destroyed sample (MITOM magazine, 1984, 12, p.21-22).

ГОСТ 1497-61 предусматривал определение истинного напряжения с учетом сечения шейки разрушенного образца, однако этот показатель прочности не нашел практического применения. GOST 1497-61 provided for the determination of the true stress, taking into account the cross section of the neck of the destroyed sample, however, this strength indicator did not find practical application.

Практически все применяемые способы определения прочностных характеристик, кроме определения приведенного напряжения, основаны на соотношении нагрузки к площади сечения образца до испытания (нагружения). При этом не учитывается уменьшение площади сечения в зоне нагружения и, соответственно, изменение напряженного состояния. Практический интерес представляют напряжения в момент, предшествующий потере пластической устойчивости нагружаемого металла (начало спада диаграммы растяжения "нагрузка-деформация"). Almost all the methods used to determine the strength characteristics, except for determining the reduced voltage, are based on the ratio of the load to the cross-sectional area of the sample before testing (loading). In this case, the reduction in the cross-sectional area in the loading zone and, accordingly, the change in the stress state are not taken into account. Of practical interest are the stresses at the time preceding the loss of plastic stability of the loaded metal (the beginning of the decline of the stress-strain diagram).

За ближайший аналог взят способ определения временного сопротивления (σв) по ГОСТ 1497-84. При этом образец подвергают растяжению под действием плавно возрастающей нагрузки. Наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, принимается за нагрузку Рmax, соответствующую временному сопротивлению:

Figure 00000001

где Fо - площадь сечения рабочей части образца до испытания (нагружения).The closest analogue is the method for determining the temporary resistance (σ in ) according to GOST 1497-84. In this case, the sample is subjected to stretching under the influence of a gradually increasing load. The greatest load preceding the destruction of the sample is taken as the load P max corresponding to the temporary resistance:
Figure 00000001

where F about - the cross-sectional area of the working part of the sample before testing (loading).

Недостатки ближайшего аналога: не учитывается прирост напряжения за счет уменьшения сечения рабочей части образца по достижении Рmax.The disadvantages of the closest analogue: does not take into account the increase in voltage by reducing the cross section of the working part of the sample upon reaching P max .

Задача изобретения: обеспечить испытание прочности с учетом фактической площади сечения образца в момент, соответствующий Рmax.The objective of the invention: to provide a strength test taking into account the actual cross-sectional area of the sample at the moment corresponding to P max .

Поставленная задача решается путем изготовления образца, измерения размеров по сечению предполагаемого разрушения с расчетом площади сечения, нагружения до максимальной нагрузки растяжения с ее фиксацией, нагружения до разрушения, расчета прочности делением максимальной нагрузки на площадь сечения образца. При этом после нагружения до максимальной нагрузки образец разгружают, измеряют остаточные размеры сечения и определяют его площадь, рассчитывают прочность с разгрузкой делением Рmax на остаточную площадь сечения после разгрузки. Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т. е. соответствии представленного в настоящей заявке способа критерию "новизна".The problem is solved by manufacturing a sample, measuring the cross-section of the alleged fracture with the calculation of the cross-sectional area, loading to the maximum tensile load with its fixation, loading to fracture, calculating the strength by dividing the maximum load by the cross-sectional area of the sample. In this case, after loading to the maximum load, the sample is unloaded, the residual cross-sectional dimensions are measured and its area is determined, strength with unloading is calculated by dividing P max by the residual cross-sectional area after unloading. The analysis of publicly available sources of information on the level of technology did not allow to identify a technical solution identical to the declared one, on the basis of which it is concluded that the latter is unknown, that is, the method presented in this application meets the criterion of "novelty."

Сопоставленный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "изобретательский уровень". A comparative analysis of the claimed solution with known technical solutions revealed that the presented set of distinctive features is unknown to a person skilled in the art and does not follow explicitly from the prior art, on the basis of which it is concluded that the invention presented in this application meets the criterion of "inventive step".

Для реализации способа выполняют операции. To implement the method perform operations.

1. Изготавливают образцы для испытания на растяжение, измеряют размеры сечения рабочей части, рассчитывают площадь F0 .1. Make samples for tensile testing, measure the dimensions of the cross section of the working part, calculate the area F 0 .

2. Нагружают каждый образец до Рmax.2. Load each sample to P max .

3. Разгружают образец. 3. Unload the sample.

4. Измеряют размеры сечения на его расчетной длине. 4. Measure the size of the cross section at its calculated length.

5. Рассчитывают прочность с разгрузкой σм делением Рmax на остаточную площадь сечения после разгрузки.5. The strength with unloading σ m is calculated by dividing P max by the residual cross-sectional area after unloading.

6. При необходимости определения пластических свойств образец снова нагружают до разрушения. 6. If necessary, determine the plastic properties of the sample again loaded to failure.

Способ проверен практически при сравнительном испытании углеродистых и легированных сталей с различным уровнем прочности с упрочняющей термообработкой или без нее. Образцы типа 2 6 ("длинные" по ГОСТ 1497-84) изготавливали из прутков. Испытания выполнены на универсальной машине "ИНСТРОН" с записью диаграммы растяжения по ГОСТ 1497-84. Усредненные результаты по пяти испытанным образцам каждой стали показаны в табл.1. Видно, что испытание с разгрузкой дает повышенные результаты прочности σм по сравнению с σв в соответствии с остаточным уменьшенным сечением. Практический результат представляет величина этого прироста прочности Δσм для каждой стали с ее уровнем прочности - табл.1.The method has been tested practically during a comparative test of carbon and alloy steels with different strength levels with or without hardening heat treatment. Samples of type 2 6 ("long" in accordance with GOST 1497-84) were made from rods. The tests were performed on a universal machine "INSTRON" with a record of the tensile diagram according to GOST 1497-84. The averaged results for the five tested samples of each steel are shown in Table 1. It can be seen that the test with unloading gives improved results of strength σ m compared to σ in in accordance with the residual reduced cross-section. The practical result is the value of this increase in strength Δσ m for each steel with its strength level - table 1.

На чертеже показана характерная линейная зависимость прироста прочности с разгрузкой Δσм от временного сопротивления, хотя при этом взяты разные по прочностным характеристикам стали:
Δσм = 44,418-0,2502•σв,
где значения прочности взяты в кгс/мм2. Коэффициент парной корреляции равен 0,974, т.е. наблюдается тесная корреляционная связь.
The drawing shows a characteristic linear dependence of the increase in strength with unloading Δσ m from the temporary resistance, although steel with different strength characteristics is taken:
Δσ m = 44,418-0,2502 • σ in
where strength values are taken in kgf / mm 2 . The pair correlation coefficient is 0.974, i.e. a close correlation is observed.

На образцах стали 20 дополнительно определили пластические характеристики при испытании с разгрузкой и дополнительным (повторным) нагружением и без разгрузки, т.е. по ГОСТ 1497-84, - табл.2. Повторное нагружение не существенно снижает пластические характеристики при неизменной прочности. On the samples of steel 20, plastic characteristics were additionally determined during testing with unloading and additional (re) loading and without unloading, i.e. according to GOST 1497-84, - table 2. Re-loading does not significantly reduce the plastic characteristics with constant strength.

Технический результат предлагаемого способа заключается в возможности определять фактические напряжения, выдерживаемые металлом непосредственно перед потерей пластической устойчивости. При автоматизации измерения размеров сечения растягиваемого образца возможна автоматизация определения σм без разгрузки. Прирост прочности σм по сравнению с σв не зависит от марки стали, а зависит от уровня прочности.The technical result of the proposed method is the ability to determine the actual stresses withstood by the metal immediately before the loss of plastic stability. When automating the measurement of the cross-sectional dimensions of a stretched sample, it is possible to automate the determination of σ m without unloading. The increase in strength σ m in comparison with σ in does not depend on the grade of steel, but depends on the level of strength.

Claims (1)

Способ определения прочности металлов на растяжение, включающий изготовление образцов, нагружение для растяжения с фиксацией величины нагрузки в процессе испытания, расчет площади сечения рабочей части образца, расчет прочности, отличающийся тем, что после нагружения до максимальной нагрузки образец разгружают, измеряют остаточные размеры сечения и определяют его площадь, рассчитывают прочность σм делением максимальной нагрузки на остаточную площадь сечения после разгрузки, а для прогнозирования прироста прочности Δσм строят график или находят линейное уравнение зависимости Δσм от временного сопротивления σв, для чего испытывают серию образцов с различным уровнем прочности в заданном диапазоне ее значений.The method for determining the tensile strength of metals, including the manufacture of samples, loading for tension with fixing the magnitude of the load during the test, calculating the cross-sectional area of the working part of the sample, calculating the strength, characterized in that after loading to maximum load the sample is unloaded, the residual cross-sectional dimensions are measured and determined its size, strength σ m is calculated by dividing the maximum load on the residual cross-sectional area after unloading, and to predict the increment of strength build graph Δσ m or to find a linear equation Δσ m depending on the time of resistance in σ, for which a series of test samples with different levels of strength in a predetermined range of its values.
RU2001120848/28A 2001-07-25 2001-07-25 Method for determining the tensile strength of metals RU2207537C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120848/28A RU2207537C2 (en) 2001-07-25 2001-07-25 Method for determining the tensile strength of metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120848/28A RU2207537C2 (en) 2001-07-25 2001-07-25 Method for determining the tensile strength of metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2207537C2 true RU2207537C2 (en) 2003-06-27
RU2001120848A RU2001120848A (en) 2003-07-10

Family

ID=29210107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001120848/28A RU2207537C2 (en) 2001-07-25 2001-07-25 Method for determining the tensile strength of metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2207537C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 1497-84 Методы испытаний на растяжение. - М.: Издательство стандартов, 1984. ФЕОДОСЬЕВ В.И. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1967, с.61, 62, 64. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gates et al. On the consideration of normal and shear stress interaction in multiaxial fatigue damage analysis
US6523416B2 (en) Method for setting shape and working stress, and working environment of steel member
Dyson et al. A new method of predicting creep life
CN107843510B (en) Method for estimating residual endurance life of supercritical unit T/P91 heat-resistant steel based on room-temperature Brinell hardness prediction
CN110031281B (en) Method for determining steel type
RU2207537C2 (en) Method for determining the tensile strength of metals
Manjoine Biaxial brittle fracture tests
RU2393454C2 (en) Method of determining tenacity of metal
RU2339018C1 (en) Method of metal residual life evaluation of operated steel pipes
RU2319944C1 (en) Method of determining maximal true stresses and deformations
RU2139515C1 (en) Method determining susceptibility of loaded material to injury and its service life
Carbonell et al. A study of short crack growth in torsional low cycle fatigue for a medium carbon steel
Lipski Determination of the SN curve and the fatigue limit by means of the thermographic method for ductile cast iron
RU2238535C2 (en) Method of determining resistance of material to damaging
RU2170918C1 (en) Method of estimation of remaining operating time of part
RU2123175C1 (en) Method determining limit of contact endurance of material
US5767415A (en) Method for non-destructive determination of fatigue limits and fracture toughness in components of various shapes
RU2082146C1 (en) Method of determination of fatigue range of metal materials
RU2300750C2 (en) Method for determination of ultimate shear stress of materials
Grinevich et al. Improved method for determining the stress relaxation at the crack tip
RU2740537C1 (en) Method of determining mechanical stress in steel reinforcement of reinforced concrete structure
RU2792195C1 (en) Method for determining the effect of preliminary plastic deformation on the fatigue resistance of the material
Zhu Advances in development of J-integral experimental estimation, testing and standardization
RU2712776C1 (en) Method of estimating mechanical characteristics of deformed metal objects
RU2382351C2 (en) Method of evaluation of loss of plasticity by change of microhardness of constructional steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070726