RU2247355C1 - Device for testing long specimens for plastic compression - Google Patents

Device for testing long specimens for plastic compression Download PDF

Info

Publication number
RU2247355C1
RU2247355C1 RU2003124123/28A RU2003124123A RU2247355C1 RU 2247355 C1 RU2247355 C1 RU 2247355C1 RU 2003124123/28 A RU2003124123/28 A RU 2003124123/28A RU 2003124123 A RU2003124123 A RU 2003124123A RU 2247355 C1 RU2247355 C1 RU 2247355C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sectors
base
sample
cage
conical surfaces
Prior art date
Application number
RU2003124123/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003124123A (en
Inventor
А.Д. Хван (RU)
А.Д. Хван
Д.В. Хван (RU)
Д.В. Хван
А.А. Воропаев (RU)
А.А. Воропаев
чев А.А. Гор (RU)
А.А. Горячев
В.А. Рыжков (RU)
В.А. Рыжков
Original Assignee
Воронежский государственный технический университет
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 Воронежский государственный технический университет filed Critical Воронежский государственный технический университет
Priority to RU2003124123/28A priority Critical patent/RU2247355C1/en
Publication of RU2003124123A publication Critical patent/RU2003124123A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2247355C1 publication Critical patent/RU2247355C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: testing engineering.
SUBSTANCE: device comprises base, axially aligned loading and bearing clamps for clamping the specimen, and race and sectors mating over the conical surfaces and kinematically coupled with the base and specimen. The cone angle of the conical surfaces of the race and sectors is determined by solving the set of equations proposed.
EFFECT: enhanced precision of testing.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов и может применяться в различных отраслях народного хозяйства (машиностроение, авиастроение, судостроение и др.) для изучения сопротивляемости металлов пластическому деформированию.The invention relates to the field of determining the physicomechanical properties of materials and can be used in various sectors of the national economy (mechanical engineering, aircraft manufacturing, shipbuilding, etc.) to study the resistance of metals to plastic deformation.

Известно устройство [1] для испытаний на сжатие длинномерных образцов. Оно содержит основание, соосно установленные в нем нагружающий и опорный захваты для закрепления в них образца по его торцам, сопрягаемые между собой по коническим поверхностям обойму и секторы, кинематически связанные по цилиндрическим поверхностям соответственно с основанием и образцом. К указанным захватам прикладывается деформирующее усилие и тем самым производится сжатие образца без продольного изгиба благодаря наличию обоймы и секторов. При этом основным геометрическим параметром устройства, обеспечивающим сжатие образца в условиях линейного напряженного состояния без продольного изгиба, является угол конусности конических поверхностей, по которым сопрягаются между собой обойма и секторы.A device is known [1] for compression tests of long specimens. It contains a base, loading and supporting grips coaxially mounted in it for fixing the sample in them along its ends, mating clips and sectors kinematically connected along cylindrical surfaces with the base and the sample, respectively, to each other along conical surfaces. A deforming force is applied to these grips and thereby compresses the specimen without longitudinal bending due to the presence of the cage and sectors. In this case, the main geometric parameter of the device, which provides compression of the sample under linear stress conditions without longitudinal bending, is the cone angle of the conical surfaces along which the cage and sectors are interconnected.

К недостаткам данного устройства относится низкая точность сжатия длинномерных образцов в условиях линейного напряженного состояния из-за невозможности определения оптимального значения угла конусности конических поверхностей обоймы и секторов.The disadvantages of this device include the low accuracy of compression of long specimens under linear stress conditions due to the inability to determine the optimal value of the cone angle of the conical surfaces of the cage and sectors.

Изобретение направлено на повышение точности сжатия длинномерных образцов в условиях линейного напряженного состояния за счет определения оптимального значения угла конусности конических поверхностей обоймы и секторов.The invention is aimed at improving the accuracy of compression of long specimens under linear stress conditions by determining the optimal value of the angle of taper of the conical surfaces of the cage and sectors.

Это достигается тем, что угол конусности конических поверхностей α обоймы и секторов определяется решением системы уравненийThis is achieved by the fact that the angle of conicity of the conical surfaces α of the cage and sectors is determined by solving the system of equations

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где α - угол конусности; f1 f2 - коэффициенты трения в кинематических парах соответственно обойма - основание и обойма - секторы; l0, r0 -соответственно исходные длина и радиус образца; Q - суммарный вес секторов; L - длина секторов; q - интенсивность распределенной нагрузки на образце; А, е0, n - характеристики материала образца; e' - верхний предел интегрирования.where α is the angle of taper; f 1 f 2 are the friction coefficients in kinematic pairs, respectively, the clip is the base and the clip are sectors; l 0 , r 0, respectively, the initial length and radius of the sample; Q is the total weight of the sectors; L is the length of the sectors; q is the intensity of the distributed load on the sample; And, e 0 , n - characteristics of the sample material; e 'is the upper limit of integration.

На фиг.1. представлена расчетная схема устройства для определения угла конусности α; на фиг.2 показана расчетная схема сжимаемого образца для определения интенсивности распределенной нагрузки q.In figure 1. presents a design diagram of a device for determining the angle of taper α; figure 2 shows the design diagram of a compressible sample to determine the intensity of the distributed load q.

Устройство, схема которого представлена на фиг.1, включает в себя следующие основные элементы: нагружающий 1 и опорные 2 захваты, между которыми установлен образец 3; основание 4; поддерживающие секторы 5 с соосными цилиндрическим и коническим поверхностями; обойма 6 с соосными конической и цилиндрической поверхностями.The device, the circuit of which is shown in figure 1, includes the following main elements: loading 1 and supporting 2 captures, between which a sample 3; base 4; supporting sectors 5 with coaxial cylindrical and conical surfaces; holder 6 with coaxial conical and cylindrical surfaces.

Указанные элементы образовывают следующие взаимосвязанные кинематические пары: секторы 5 - обойма 6 по конической поверхности с углом α; обойма 6 - основание 4 по цилиндрической поверхности диаметра D; образец 3 - секторы 5 по цилиндрической поверхности диаметра d.These elements form the following interconnected kinematic pairs: sectors 5 - holder 6 along a conical surface with an angle α; holder 6 - base 4 along a cylindrical surface of diameter D; sample 3 - sectors 5 along a cylindrical surface of diameter d.

При приложении сжимающей силы Р к нагружающему захвату 1 начинает деформироваться образец 3. Увеличение его поперечного размера вызовет действие распределенной нагрузки интенсивности q (ее можно принять постоянной по всей длине L контакта сектора с образцом) на секторы 5, вследствие чего последние будут перемещаться в радиальном направлении, вызывая при этом движение обоймы 6 вверх относительно основания 4. Свободному перемещению обоймы 6 вверх будут препятствовать силы трения T1 и Т2, действующие соответственно в кинематических парах обойма - основание и обойма - секторы, а также вес обоймы Q (см. фиг 1).When a compressive force P is applied to the loading grip 1, the sample 3 begins to deform. An increase in its transverse size will cause the distributed load of intensity q (it can be assumed constant over the entire length L of the contact of the sector with the sample) on the sectors 5, as a result of which the latter will move in the radial direction , causing the movement of the cage 6 upward relative to the base 4. The free movement of the cage 6 upward will be prevented by the friction forces T 1 and T 2 acting respectively in the kinematic pairs of both yma - base and clip - sectors, as well as the weight of the clip Q (see Fig. 1).

Для оценки угла конусности α сопрягаемых конических поверхностей обоймы и секторов, при котором устройство обеспечивает равномерное сжатие образца без искривления, рассматривается условие равновесия всех действующих в устройстве сил, в результате чего получают уравнение (1).To assess the taper angle α of the mating conical surfaces of the ferrule and sectors at which the device provides uniform compression of the sample without curvature, the equilibrium condition of all the forces acting in the device is considered, as a result of which equation (1) is obtained.

Для определения интенсивности распределенной нагрузки q используется методика, изложенная в [2]. На фиг.2 показана расчетная схема сжатия образца. Здесь 1, 2 - соответственно нагружающий и опорный с исходными расчетной длиной l0 и диаметром d0 захваты; 3 - образец; 4 - распределенная нагрузка интенсивности q, вызванная действием секторов на образец и препятствующая искривлению последнего.To determine the intensity of the distributed load q, the technique described in [2] is used. Figure 2 shows the calculated compression scheme of the sample. Here 1, 2 - respectively, loading and supporting with the original design length l 0 and diameter d 0 captures; 3 - sample; 4 - distributed load of intensity q caused by the action of sectors on the sample and preventing the curvature of the latter.

Рассматривается критерий положительности работы добавочных нагрузок dP и dq dz [2], который в данном случае запишется в видеThe criterion of the positive operation of the additional loads dP and dq dz [2], which in this case is written as

Figure 00000004
Figure 00000004

Здесь δy=f(z) - изогнутая ось образца в момент начала его искривления, уравнение которой представляется соотношениемHere, δy = f (z) is the curved axis of the sample at the moment of the beginning of its curvature, the equation of which is represented by the relation

Figure 00000005
Figure 00000005

где dl - приращение длины образца; знак "-" принят в связи с тем, что распределенная нагрузка всегда направлена навстречу направлению искривления оси заготовки и потере его устойчивости. Величину сжимающей силы можно определять по формулеwhere dl is the increment of the sample length; the sign “-” is adopted due to the fact that the distributed load is always directed towards the direction of curvature of the workpiece axis and the loss of its stability. The magnitude of the compressive force can be determined by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

Здесь F - текущая площадь поперечного сечения образца;Here F is the current cross-sectional area of the sample;

Figure 00000007
Figure 00000007

аппроксимированное уравнение кривой течения, где А, е0, n - характеристики материала образца; е - накопленная деформация.the approximated equation of the flow curve, where A, e 0 , n are the characteristics of the sample material; e - accumulated deformation.

После подстановки (4)-(6) в (3) получают соотношение (2) для определения интенсивности распределенной нагрузки q.After substituting (4) - (6) in (3), we obtain relation (2) to determine the intensity of the distributed load q.

Далее решением системы уравнений (1) и (2) при заданных значениях всех входящих в нее параметров определяют угол конусности α конических поверхностей, предел интегрирования е' можно принять равным ~ 0.02, соответствующим относительной деформации ~ 0.02.Further, by solving the system of equations (1) and (2) for given values of all the parameters included in it, the conic angle α of the conical surfaces is determined, the integration limit e 'can be taken equal to ~ 0.02, corresponding to a relative deformation of ~ 0.02.

Таким образом, предлагаемый способ определения угла конусности сопрягаемых конических поверхностей обоймы и секторов позволит назначать оптимальные значения геометрических размеров всех основных элементов устройства и тем самым обеспечивать возможность деформирования образца без искривления с достаточной точностью, а также проектировать соответствующую штамповую оснастку применительно к производственным условиям.Thus, the proposed method for determining the taper angle of the mating conical surfaces of the ferrule and sectors will allow you to assign the optimal values of the geometric dimensions of all the main elements of the device and thereby provide the possibility of deformation of the sample without distortion with sufficient accuracy, as well as design the appropriate die tooling in relation to production conditions.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Авторское свидетельство СССР № 1810786, G 01 N 3/08, 23.04.1993 г. Бюл. № 15.1. USSR Copyright Certificate No. 1810786, G 01 N 3/08, 04/23/1993 Bull. Number 15.

2. Хван Д.В. Устойчивость при пластической осадке длинномерной цилиндрической заготовки. Техника машиностроения, 1998 г., № 3, с.40-41.2. Hwan D.V. Resistance to plastic upsetting of a long cylindrical workpiece. Engineering Engineering, 1998, No. 3, pp. 40-41.

Claims (1)

Устройство для испытания на пластическое сжатие длинномерных образцов, содержащее основание, соосно установленные в основании нагружающий и опорный захваты для закрепления образца по его торцам, обойму и секторы, сопряженные между собой по коническим поверхностям и кинематически связанные соответственно с основанием и образцом по цилиндрическим поверхностям, отличающееся тем, что угол конусности α конических поверхностей обоймы и секторов определяют решением системы уравненийA device for testing plastic compression of long specimens containing a base, loading and support grips coaxially mounted in the base for securing the specimen at its ends, a clip and sectors conjugated to each other on conical surfaces and kinematically connected respectively to the base and the specimen on cylindrical surfaces, characterized the fact that the taper angle α of the conical surfaces of the cage and sectors is determined by solving the system of equations sinα -f2· cosα =2· Q/L· q+2· f1+f2;sinα-f 2 · cosα = 2 · Q / L · q + 2 · f 1 + f 2 ;
Figure 00000008
Figure 00000008
где f1, f2 - коэффициенты трения в кинематических парах соответственно обойма-основание и обойма-секторы;where f 1 , f 2 are the coefficients of friction in kinematic pairs, respectively, the cage base and the cage sectors; l0, r0 - соответственно исходные длина и радиус образца;l 0 , r 0 - respectively, the initial length and radius of the sample; L - длина секторов;L is the length of the sectors; А, e0, n - характеристики материала;A, e 0 , n - characteristics of the material; Q - суммарный вес секторов;Q is the total weight of the sectors; q - интенсивность распределенной нагрузки;q is the intensity of the distributed load; е' - верхний предел интегрирования;e 'is the upper limit of integration; е - накопленная деформация.e - accumulated deformation.
RU2003124123/28A 2003-07-31 2003-07-31 Device for testing long specimens for plastic compression RU2247355C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124123/28A RU2247355C1 (en) 2003-07-31 2003-07-31 Device for testing long specimens for plastic compression

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124123/28A RU2247355C1 (en) 2003-07-31 2003-07-31 Device for testing long specimens for plastic compression

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003124123A RU2003124123A (en) 2005-01-27
RU2247355C1 true RU2247355C1 (en) 2005-02-27

Family

ID=35138821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124123/28A RU2247355C1 (en) 2003-07-31 2003-07-31 Device for testing long specimens for plastic compression

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2247355C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536091C1 (en) * 2013-07-02 2014-12-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Device for long specimen elastoplastic compression tests

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536091C1 (en) * 2013-07-02 2014-12-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Device for long specimen elastoplastic compression tests

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003124123A (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2247355C1 (en) Device for testing long specimens for plastic compression
CN104655486B (en) Tubular test sample constant-deformation stress corrosion testing clamp
CN114486513A (en) Circumferential tensile test method and test device
RU2784407C1 (en) Compression testing device for long specimens
RU158866U1 (en) DEVICE FOR COMPRESSING A POLYMERIC LENGTH SAMPLE
RU1810786C (en) Device for strength testing of long-length samples under plastic compression
RU158922U1 (en) STRENGTH TEST DEVICE FOR PLASTIC COMPRESSION OF LONG-DIMENSIONAL SAMPLES FROM POLYMERIC MATERIAL
RU2231039C2 (en) Device for performing compression test of elongated sample
CN111579402A (en) Uniaxial bidirectional dynamic tension experimental method for brittle material
RU2231772C1 (en) Method for determining adhesion strength of composite materials
RU161588U1 (en) DEVICE FOR FASTENING LAMPS OF WELDED JOINTS UNDER STATIC TENSION
RU2296972C1 (en) Method for determining young's resilience modulus of materials
RU2247962C1 (en) Device for plastic upsetting of long-cut blanks
SU968683A2 (en) Device for upsetting testing of specimens
SU868445A1 (en) Method of tensile-compression of testing specimens of tubes
RU2708909C1 (en) Apparatus for testing specimens for uniaxial compression of materials of primarily plant origin
RU2627957C1 (en) Cylindrical sample for compression testing
CN220304979U (en) Material-saving tensile sample structure
TAKAHASHI et al. Bauschinger curves at large strain
SU1748001A1 (en) Tubular specimen testing device
SU1193504A1 (en) Arrangement for testing tubular specimens for axial compression
SU1573392A1 (en) Method of testing materials for fatigue in bending
SU1640590A1 (en) Method of plasticity testing of material specimens
RU1795340C (en) Method for testing specimen in triaxial tension
RU2128329C1 (en) Process determining index of deformation of material

Legal Events

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

Effective date: 20050801