RU2527671C2 - Testing method of sheet materials of tension - Google Patents

Testing method of sheet materials of tension Download PDF

Info

Publication number
RU2527671C2
RU2527671C2 RU2012116019/28A RU2012116019A RU2527671C2 RU 2527671 C2 RU2527671 C2 RU 2527671C2 RU 2012116019/28 A RU2012116019/28 A RU 2012116019/28A RU 2012116019 A RU2012116019 A RU 2012116019A RU 2527671 C2 RU2527671 C2 RU 2527671C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
working part
sheet materials
uniaxial tension
test
Prior art date
Application number
RU2012116019/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012116019A (en
Inventor
Марат Федорович Томилов
Федор Христианович Томилов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2012116019/28A priority Critical patent/RU2527671C2/en
Publication of RU2012116019A publication Critical patent/RU2012116019A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2527671C2 publication Critical patent/RU2527671C2/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: testing technology.
SUBSTANCE: invention relates to testing technology and can be used in the characterisation of the mechanical properties of sheet materials under conditions of uniaxial tension in the mechanical engineering, automotive industry, aircraft industry and other fields of industry. Essence: the sample of rectangular shape is loaded to destruction with flexible die in a rigid slit matrix with force perpendicular to the plane of the sample. During the test, a sample with a width of the working part exceeding three times its thickness is used. The cross sectional area of the sample working part in the place of destruction is determined, on the basis of which the volume of the limiting plasticity of its material is calculated.
EFFECT: possibility to determine with high accuracy and reliability the characteristics of the mechanical properties of sheet materials under uniaxial tension.
1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении характеристик механических свойств листовых материалов в условиях одноосного растяжения в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности.The invention relates to testing equipment and can be used to determine the characteristics of the mechanical properties of sheet materials under uniaxial tension in mechanical engineering, automotive, aircraft and other industries.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ испытания листовых материалов на растяжение, представленный в патенте [1].Closest to the proposed technical solution is a method of testing sheet materials in tension, presented in the patent [1].

В данном способе образец прямоугольной формы нагружают до разрушения эластичным пуансоном в жесткой щелевой матрице усилием, перпендикулярным плоскости образца, которое прикладывают через расположенный в центральной зоне образца эластичный вкладыш, имеющий длину, равную 0,8 ширины рабочей части образца, и ширину, вдвое меньшую ее длины.In this method, a rectangular-shaped sample is loaded until it is destroyed by an elastic punch in a rigid slot matrix with a force perpendicular to the plane of the sample, which is applied through an elastic insert located in the central zone of the sample, having a length equal to 0.8 times the width of the working part of the sample and half its width lengths.

Недостатком известного технического решения является невысокая точность проведения испытаний листовых материалов на растяжение в условиях одноосного растяжения, обусловленная локализацией деформации (образованием шейки) на рабочей части образца, приводящей к искажению условий испытаний в связи с переходом от одноосного растяжения к двухосному.A disadvantage of the known technical solution is the low accuracy of tensile testing of sheet materials under uniaxial tension, due to localization of deformation (neck formation) on the working part of the sample, leading to distortion of the test conditions due to the transition from uniaxial to biaxial.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение точности испытания путем исключения локализации деформации (образования шейки) на рабочей части образца и обеспечения условий одноосного растяжения вплоть до разрыва образца.The claimed technical solution is aimed at improving the accuracy of the test by eliminating the localization of deformation (neck formation) on the working part of the specimen and ensuring uniaxial tension conditions until the specimen ruptures.

Это достигается тем, что в способе испытания листовых материалов на растяжение, согласно изобретению, для исключения локализации деформации (образования шейки) на рабочей части образца используют образец с шириной рабочей части втрое превышающей его толщину.This is achieved by the fact that in the method of testing sheet materials for tension, according to the invention, to exclude localization of deformation (neck formation) on the working part of the sample, a sample is used with a width of the working part three times its thickness.

На чертеже приведена схема испытания: слева от оси симметрии исходное положение образца перед испытанием, справа - положение образца после испытания.The drawing shows the test setup: to the left of the axis of symmetry the initial position of the sample before the test, to the right - the position of the sample after the test.

Способ осуществляют следующим образом. Из исследуемого материала изготавливают образец, имеющий прямоугольную форму и ослабление на рабочей части, ширина которой втрое превышает толщину образца. До начала испытаний измеряют толщину t0 и ширину b0 рабочей части образца. Затем образец 1 устанавливают на зеркало жесткой щелевой матрицы 2. С целью уменьшения сил трения между образцом и матрицей размещают полиэтиленовую пленку толщиной 0,1 мм. Между эластичным пуансоном 3, помещенным в контейнер 4, и образцом 1 по обоим его концам в зонах зажимной и переходной частей располагают накладки 5 из высокопрочного пластичного металла, которые блокируют деформацию образца за пределами его рабочей части. К контейнеру 4 прикладывают усилие пресса и производят нагружение образца до разрушения.The method is as follows. A sample having a rectangular shape and attenuation on the working part, the width of which is three times the thickness of the sample, is made of the studied material. Before the test, measure the thickness t 0 and the width b 0 of the working part of the sample. Then, the sample 1 is installed on the mirror of a rigid slotted matrix 2. In order to reduce the friction forces between the sample and the matrix, a 0.1 mm thick plastic film is placed. Between the elastic punch 3, placed in the container 4, and the sample 1 at both ends in the areas of the clamping and transitional parts are placed plates 5 of high-strength ductile metal, which block the deformation of the sample outside its working part. A press force is applied to the container 4 and the sample is loaded to failure.

За счет применения в качестве материала пуансона эластичной среды при испытании обеспечивается высокая равномерность распределения давления на рабочей части образца и тем самым в ее пределах реализуется однородное одноосное растяжение вплоть до разрушения образца. При этом обеспечивается прижим образца к зеркалу матрицы по всему его контуру, а усилие прижима по ходу деформирования увеличивается.Due to the use of an elastic medium as a punch material during testing, a high uniformity of pressure distribution on the working part of the sample is ensured, and thereby uniform uniaxial tension is realized within it up to the destruction of the sample. In this case, the sample is clamped to the matrix mirror along its entire contour, and the clamping force increases during deformation.

После испытания образец 1 извлекают из матрицы 2, измеряют толщину t и ширину b рабочей части образца в месте разрушения и рассчитывают величину предельной пластичности материала образца εпр по форумлеAfter the test, the sample 1 is removed from the matrix 2, the thickness t and the width b of the working part of the sample are measured at the fracture site, and the ultimate plasticity of the sample material ε pr is calculated from the forum

εпр=ln(F0/F),ε ol = ln (F 0 / F),

где F0=b0·t0 - начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца;where F 0 = b 0 · t 0 is the initial cross-sectional area of the working part of the sample;

F=b·t - площадь поперечного сечения рабочей части образца после испытания.F = b · t is the cross-sectional area of the working part of the sample after the test.

Реализация предлагаемого способа позволит по сравнению с известным техническим решением повысить точность и достоверность определения характеристик механических свойств листовых материалов в условиях одноосного растяжения.Implementation of the proposed method will allow, in comparison with the known technical solution, to increase the accuracy and reliability of determining the characteristics of the mechanical properties of sheet materials under uniaxial tension.

Пример конкретной реализации способаAn example of a specific implementation of the method

Испытание образцов листовых материалов в условиях одноосного растяжения осуществляли на стандартной испытательной машине ЦД-40. Испытаниям подвергали три плоских образца, изготовленных из алюминиевого сплава Д16АМ. Рабочая часть образцов имела длину 40 мм, а ширину - 4,5 мм, которая втрое превышала толщину равную 1,5 мм. В качестве эластичной среды для пуансона при испытании использовали технологическую резину марки 3826.Testing of samples of sheet materials under uniaxial tension was carried out on a standard testing machine TsD-40. Three flat specimens made of D16AM aluminum alloy were tested. The working part of the samples was 40 mm long and 4.5 mm wide, which was three times the thickness equal to 1.5 mm. As an elastic medium for the punch in the test used technological rubber brand 3826.

Нагружение образцов до разрушения производили по схеме прямой вытяжки в экспериментальном штампе с широкой рабочей части канала жесткой щелевой матрицы, равной 55 мм.Loading of the samples to failure was carried out according to the direct drawing scheme in an experimental stamp with a wide working part of the channel of a rigid slot matrix equal to 55 mm.

Разрушение каждого из трех испытанных образцов не сопровождалось локализацией деформации (образование шейки) и происходило по центру рабочей части образца путем образования трещины, ориентированной по нормали к его продольной оси, что свидетельствовало о том, что при испытании реализуются условия одноосного растяжения.Failure of each of the three tested samples was not accompanied by localization of deformation (neck formation) and occurred in the center of the working part of the sample by the formation of a crack oriented normal to its longitudinal axis, which indicated that uniaxial tension conditions were realized during the test.

Предельная пластичность материала εпр равна интенсивности деформации εi, накопленной к моменту разрушения. В случае одноосного растяженияThe ultimate plasticity of the material ε pr is equal to the strain intensity ε i accumulated at the time of fracture. In the case of uniaxial tension

Figure 00000001
Figure 00000001

где l0, l - расчетная длина образца соответственно до и после испытания.where l 0 , l - the estimated length of the sample, respectively, before and after the test.

В соответствии с условием пластической несжимаемости материалаIn accordance with the condition of plastic incompressibility of the material

l 0 F 0 = l F .                                   ( 2 )

Figure 00000002
l 0 F 0 = l F . ( 2 )
Figure 00000002

Из сопоставления соотношений (1) и (2) следует, что предельная пластичностьFrom a comparison of relations (1) and (2) it follows that the ultimate ductility

Figure 00000003
Figure 00000003

Для установления предельной пластичности для каждого из испытанных образцов измеряли в месте разрушения ширину b и толщину t рабочей части образца и определяли площадь его поперечного сечения F. Величина предельной пластичности, усредненная по результатам испытаний трех образцов, оказалась равной 0,34.To establish the ultimate ductility for each of the tested specimens, the width b and thickness t of the working part of the specimen were measured at the fracture site and the cross-sectional area F was determined. The ultimate ductility averaged from the test results of the three specimens was found to be 0.34.

Таким образом, представленные экспериментальные данные позволяют сделать заключение о возможности реализации с достаточной степенью точности предлагаемого способа испытания листовых материалов на растяжение.Thus, the presented experimental data allow us to conclude that it is possible to implement, with a sufficient degree of accuracy, the proposed method for tensile testing of sheet materials.

Предлагаемый способ позволяет определить с высокой точностью и достоверностью характеристики механических свойств листовых материалов при одноосном растяжении. Предлагаемый способ может быть использован, в частности, для установления предельной пластичности при одноосном растяжении, необходимой для построения диаграмм предельной формуемости материала, используемой при проектировании технологических процессов обработки металлов давлением. Использование предлагаемого способа испытания позволит определять необходимые характеристики механических свойств листовых материалов, применяемых в различных отраслях промышленности, путем проведения испытаний в механических лабораториях промышленных предприятий и НИИ.The proposed method allows to determine with high accuracy and reliability the characteristics of the mechanical properties of sheet materials under uniaxial tension. The proposed method can be used, in particular, to establish the ultimate ductility under uniaxial tension, necessary to build diagrams of the maximum formability of the material used in the design of technological processes for metal forming. Using the proposed test method will determine the necessary characteristics of the mechanical properties of sheet materials used in various industries, by conducting tests in the mechanical laboratories of industrial enterprises and research institutes.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2226682, кл. G01N 3/28. 10.04.2004, БИ №10.1. RF patent 2226682, cl. G01N 3/28. 04/10/2004, BI No. 10.

Claims (1)

Способ испытания листовых материалов на растяжение, по которому образец прямоугольной формы нагружают до разрушения эластичным пуансоном в жесткой щелевой матрице усилием, перпендикулярным плоскости образца, отличающийся тем, что используют образец с шириной рабочей части, втрое превышающей его толщину, определяют площадь поперечного сечения рабочей части образца в месте разрушения, на основании которой рассчитывают величину предельной пластичности его материала. A method of tensile testing of sheet materials, in which a rectangular-shaped sample is loaded until it is destroyed by an elastic punch in a rigid slot matrix with a force perpendicular to the plane of the sample, characterized in that a sample is used with a width of the working part three times its thickness, the cross-sectional area of the working part of the sample is determined in the place of destruction, on the basis of which the value of ultimate plasticity of its material is calculated.
RU2012116019/28A 2012-04-19 2012-04-19 Testing method of sheet materials of tension RU2527671C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116019/28A RU2527671C2 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Testing method of sheet materials of tension

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116019/28A RU2527671C2 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Testing method of sheet materials of tension

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012116019A RU2012116019A (en) 2013-10-27
RU2527671C2 true RU2527671C2 (en) 2014-09-10

Family

ID=49446342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116019/28A RU2527671C2 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Testing method of sheet materials of tension

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2527671C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1009569A1 (en) * 1981-12-29 1983-04-07 Предприятие П/Я М-5953 Method of drawing hollow parts from sheet material
US5911166A (en) * 1997-09-03 1999-06-08 Cowan; Wavell F. Tensile strength tester with clamping load application control
RU2226682C2 (en) * 2002-05-31 2004-04-10 Воронежский государственный технический университет Process testing sheet materials for tension
RU2344407C1 (en) * 2007-03-22 2009-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of testing biaxial stretching of sheet material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1009569A1 (en) * 1981-12-29 1983-04-07 Предприятие П/Я М-5953 Method of drawing hollow parts from sheet material
US5911166A (en) * 1997-09-03 1999-06-08 Cowan; Wavell F. Tensile strength tester with clamping load application control
RU2226682C2 (en) * 2002-05-31 2004-04-10 Воронежский государственный технический университет Process testing sheet materials for tension
RU2344407C1 (en) * 2007-03-22 2009-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of testing biaxial stretching of sheet material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012116019A (en) 2013-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yin et al. An experimental and numerical investigation of different shear test configurations for sheet metal characterization
CN108195679B (en) Device for measuring tensile strength of wire rod micro sample and test method
CN104677749A (en) Metal diaphragm bending fatigue measurement device and method for diaphragm compressor
US12013375B2 (en) Method and means for testing the strength of a bonding between two specimen elements
CN110487643B (en) Method for testing shear strength of micron-sized fibers
Hashemi et al. Forming limit diagrams of ground St14 steel sheets with different thicknesses
Tisza et al. Springback analysis of high strength dual-phase steels
Lin et al. Fringe instability in constrained soft elastic layers
CN108693032A (en) A kind of plank compression performance test sample, fixture and method
JP2009257885A (en) Test piece holding apparatus
RU2515337C1 (en) Method to determine strength of adhesive connection of rubber-like coating with base
RU2527671C2 (en) Testing method of sheet materials of tension
KR101643458B1 (en) Determinating Apparatus, Determinating Method, Analysis System, Analysis Method and Recording Medium of Ultimate Tensile Strength through a Small Punch Test
CN108918257A (en) A kind of stretching clamp for Al and Al superalloy sheet microspecimen
RU2226682C2 (en) Process testing sheet materials for tension
CN109716100B (en) Material sample and method for determining the geometry of a sample
Karadogan et al. A novel and simple cruciform specimen without slits on legs yet higher plastic strains in gauge
CN111351710A (en) Method for measuring Poisson's ratio of viscoelastic material
JPS6381244A (en) Fatigue testing method
Stille et al. Very high cycle fatigue behavior of riblet structured Alclad 2024 thin sheets
RU2344407C1 (en) Method of testing biaxial stretching of sheet material
RU2555217C2 (en) Method of stretching testing of sheet material samples
RU2650431C2 (en) Method of testing structural material for plasticity
RU2229696C2 (en) Process testing sheet materials for double-axes tension
JP2021113706A (en) Stress evaluation method, bending workability evaluation method, and method for manufacturing metal member

Legal Events

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

Effective date: 20150420