RU2648308C1 - Method of creation a complex stress condition in a tested material sample and device for this - Google Patents

Method of creation a complex stress condition in a tested material sample and device for this Download PDF

Info

Publication number
RU2648308C1
RU2648308C1 RU2017100559A RU2017100559A RU2648308C1 RU 2648308 C1 RU2648308 C1 RU 2648308C1 RU 2017100559 A RU2017100559 A RU 2017100559A RU 2017100559 A RU2017100559 A RU 2017100559A RU 2648308 C1 RU2648308 C1 RU 2648308C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
center
supports
shaped
side opposite
Prior art date
Application number
RU2017100559A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Павлович Третьяков
Валерий Эрвинович Вильдеман
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (ПНИПУ)
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 образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (ПНИПУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (ПНИПУ)
Priority to RU2017100559A priority Critical patent/RU2648308C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2648308C1 publication Critical patent/RU2648308C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness

Abstract

FIELD: test equipment.
SUBSTANCE: inventions relate to the testing technique, namely to methods for specifying a complex stress state in a sample of a material and devices for this. Essence: the sample is placed on supports that are one for each arm of the cruciform sample symmetrically at the center at distances determined by the formula:
Figure 00000008
Where: σ1 and σ2 – stresses in the center of the sample in mutually perpendicular directions, b is the width of the sample arm, h is the thickness of the sample arm, p is the force on the sample, and the action is carried out by the indenter in the center of the sample from the side opposite from the supports. Such device contains a cruciform base with T-shaped grooves in its shoulders, located at right angles to each other. In the grooves are cylindrical-shaped supports with the possibility of movement, the axes of which are perpendicular to the direction of the arms of the base. Spherical shape indenter is placed in the center of the sample from the side opposite to the supports.
EFFECT: simplification of the test method and obtaining a reliable result.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретения относятся к испытательной технике, а именно к способам задания сложного напряженного состояния в образце материала и устройствам для этого.The invention relates to testing equipment, and in particular to methods for setting a complex stress state in a material sample and devices for this.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ создания в образце испытываемого материала сложного напряженного состояния, заключающийся в воздействии на образец усилия, приводящего к возникновению пространственных растягивающих напряжений (см. патент RU №2362139 опубл. 20.07.2009). Недостатком его является сложность, трудоемкость испытаний и необходимость использования сложного оборудования.The closest technical solution to the proposed method is a method of creating a complex stress state in a sample of a test material, which consists in acting on the sample with forces leading to spatial tensile stresses (see patent RU No. 2362139 publ. July 20, 2009). Its disadvantage is the complexity, the complexity of testing and the need to use sophisticated equipment.

Технической задачей предлагаемого способа является упрощение способа испытания и получение достоверного результата. Для этого предлагается способ создания в образце крестообразной формы испытываемого материала сложного напряженного состояния, заключающийся в воздействии на образец усилия, приводящего к возникновению пространственных растягивающих напряжений, при этом образец устанавливают на опоры, расположенные по одной по каждому плечу крестообразного образца симметрично центру на расстояниях, определяемых по формулам:The technical task of the proposed method is to simplify the test method and obtain reliable results. To this end, a method is proposed for creating a complex stress state in the cross-shaped sample of the test material, which consists in exposing the sample to forces that cause spatial tensile stresses, the sample being mounted on supports located one on each shoulder of the cross-shaped sample symmetrically to the center at distances determined by according to the formulas:

Figure 00000001
Figure 00000001

Где: σ1 и σ2 - напряжения в центре образца во взаимно перпендикулярных направлениях,Where: σ 1 and σ 2 are stresses in the center of the sample in mutually perpendicular directions,

b - ширина плеча образца,b is the shoulder width of the sample,

h - толщина плеча образца,h is the thickness of the shoulder of the sample,

p - усилие воздействия на образец,p is the force exerted on the sample,

а воздействие осуществляют индентором по центру образца со стороны, противоположной от опор.and the impact is carried out by the indenter in the center of the sample from the side opposite from the supports.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что образец устанавливают на опоры, расположенные по одной по каждому плечу крестообразного образца симметрично центру на расстояниях, определяемых по формуле:A distinctive feature of the proposed method is that the sample is mounted on supports located one on each shoulder of the cross-shaped sample symmetrically to the center at distances determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Где: σ1 и σ2 - напряжения в центре образца во взаимно перпендикулярных направлениях,Where: σ 1 and σ 2 are stresses in the center of the sample in mutually perpendicular directions,

b - ширина плеча образца,b is the shoulder width of the sample,

h - толщина плеча образца,h is the thickness of the shoulder of the sample,

p - усилие воздействия на образец,p is the force exerted on the sample,

а воздействие осуществляют индентором по центру образца со стороны, противоположной от опор.and the impact is carried out by the indenter in the center of the sample from the side opposite from the supports.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство для испытаний образца (см. патент RU №1234748 опубл. 30.05.1986). Недостатком его является сложность устройства.The closest technical solution to the proposed device is a device for testing a sample (see patent RU No. 1234748 publ. 05/30/1986). Its disadvantage is the complexity of the device.

Предлагаемое устройство решает техническую задачу упрощения устройства, снижение стоимости необходимого оборудования за счет использования одноосных машин.The proposed device solves the technical problem of simplifying the device, reducing the cost of the necessary equipment through the use of uniaxial machines.

Для этого устройство содержит крестообразное основание с Т-образными пазами в его плечах, расположенными под прямым углом друг к другу, при этом в пазах расположены опоры цилиндрической формы с возможность перемещения, оси которых расположены перпендикулярно направлению плеч основания, при этом индентор сферической формы установлен по центру образца со стороны, противоположной от опор.For this, the device contains a cross-shaped base with T-grooves in its shoulders located at right angles to each other, while in the grooves are cylindrical supports with the ability to move, the axes of which are perpendicular to the direction of the shoulders of the base, while the indenter is spherical in shape the center of the sample from the side opposite to the supports.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что устройство содержит крестообразное основание с Т-образными пазами в его плечах, расположенными под прямым углом друг к другу, при этом в пазах расположены опоры цилиндрической формы с возможность перемещения, оси которых расположены перпендикулярно направлению плеч основания, при этом индентор сферической формы установлен по центру образца со стороны, противоположной от опор.A distinctive feature of the proposed device is that the device contains a cross-shaped base with T-grooves in its shoulders located at right angles to each other, while in the grooves are cylindrical supports with the ability to move, the axes of which are perpendicular to the direction of the shoulders of the base, this indenter of a spherical shape is installed in the center of the sample from the side opposite from the supports.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - общий вид устройства для испытаний образца сбоку, на фиг. 2 - вид на устройство сверху. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a side view of an apparatus for testing a sample from the side; FIG. 2 is a top view of the device.

Устройство содержит крестообразное основание 1 с Т-образными пазами 2 в его плечах 3, 4, 5, 6, расположенными под прямым углом друг к другу. В пазах 2 расположены опоры 7 цилиндрической формы с возможностью перемещения, оси которых 8 расположены перпендикулярно направлению плеч 3, 4, 5, 6 основания, при этом индентор 9 сферической формы установлен по центру крестообразного образца 10 со стороны, противоположной от опор 7.The device contains a cross-shaped base 1 with T-shaped grooves 2 in its shoulders 3, 4, 5, 6, located at right angles to each other. In the grooves 2 there are supports 7 of a cylindrical shape with the possibility of movement, the axes of which 8 are perpendicular to the direction of the shoulders 3, 4, 5, 6 of the base, while the indenter 9 of the spherical shape is installed in the center of the cross-shaped sample 10 from the side opposite from the supports 7.

Предлагаемый способ создания в образце испытываемого материала сложного напряженного состояния осуществляется следующим образом. Крестообразное основание 1 устанавливается в неподвижном основании испытательной машины (не показано). Опоры 7 выставляют на необходимом расстоянии от центра основания, определяемом по формуле:The proposed method for creating a complex stress state in a sample of the test material is as follows. The cross-shaped base 1 is mounted in a fixed base of the testing machine (not shown). Supports 7 are set at the required distance from the center of the base, determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Где: σ1 и σ2 - напряжения в центре образца во взаимно перпендикулярных направлениях,Where: σ 1 and σ 2 are stresses in the center of the sample in mutually perpendicular directions,

b - ширина плеча образца 10,b is the shoulder width of sample 10,

h - толщина плеча образца 10,h is the thickness of the shoulder of the sample 10,

p - усилие воздействия на образец.p is the force exerted on the sample.

На опоры 7 устанавливают крестообразный образец 10 так, чтобы центры основания и образца были совмещены. Далее индентором 9 осуществляют воздействие на центр образца 10 со стороны, противоположной от опор 7. Деформацию регистрируют тензодатчиками, закрепленными в центральной части образца материала со стороны, противоположной индентору.A cross-shaped sample 10 is mounted on the supports 7 so that the centers of the base and the sample are aligned. Next, the indenter 9 exerts an influence on the center of the sample 10 from the side opposite from the supports 7. The deformation is recorded by strain gauges fixed in the central part of the material sample from the side opposite to the indenter.

Пример. Испытание проводилось на образце стали 20. Ширина плеча образца составляла 50 мм, толщина плеча - 3 мм. Нагружение образца производилось на электромеханической испытательной системе Instron 8850, работающей по схеме одноосного нагружения. Деформация в центральной части образца регистрировалась навесными экстензометрами Instron 2620-601. Опоры устанавливались на расстояниях от центра (определенных по приведенным выше формулам)

Figure 00000002
и
Figure 00000003
, равных 200 мм. К образцу прикладывалась нагрузка p, равная 900 Н, позволяющая реализовать сложное напряженное состояние в центральной части образца с величинами напряжений σ1 и σ2, равными 400 МПа, с ошибкой не более 5%.Example. The test was carried out on a sample of steel 20. The shoulder width of the sample was 50 mm, the thickness of the shoulder was 3 mm. The sample was loaded on an Instron 8850 electromechanical testing system operating according to the uniaxial loading scheme. Deformation in the central part of the sample was recorded with Instron 2620-601 mounted extensometers. The supports were installed at distances from the center (determined by the above formulas)
Figure 00000002
and
Figure 00000003
equal to 200 mm. A load p of 900 N was applied to the sample, which made it possible to realize a complex stress state in the central part of the sample with stresses σ 1 and σ 2 equal to 400 MPa, with an error of no more than 5%.

Таким образом, использование предлагаемого способа и устройства позволяет упростить технологию и устройство для реализации сложного напряженного состояния в образце материала при использовании одноосных испытательных машин и получать достоверные результаты.Thus, the use of the proposed method and device can simplify the technology and device for realizing a complex stress state in a material sample using uniaxial testing machines and obtain reliable results.

Claims (4)

1. Способ создания в образце испытываемого материала сложного напряженного состояния, заключающийся в воздействии на образец крестообразной формы усилия, приводящего к возникновению пространственных растягивающих напряжений, отличающийся тем, что образец устанавливают на опоры, расположенные по одной по каждому плечу крестообразного образца симметрично центру на расстояниях, определяемых по формуле:1. A method of creating a complex stress state in a sample of a test material, which consists in applying a cross-shaped force to the sample, which results in spatial tensile stresses, characterized in that the sample is mounted on supports located one on each shoulder of the cross-shaped sample symmetrically to the center at distances defined by the formula:
Figure 00000004
Figure 00000004
 где: σ1 и σ2 - напряжения в центре образца во взаимно перпендикулярных направлениях, b - ширина плеча образца, h - толщина плеча образца, p - усилие воздействия на образец, а воздействие осуществляют индентором по центру образца со стороны, противоположной от опор.where: σ 1 and σ 2 are the stresses in the center of the sample in mutually perpendicular directions, b is the width of the shoulder of the sample, h is the thickness of the shoulder of the sample, p is the force exerted on the sample, and the indenter acts on the center of the sample from the side opposite to the supports. 2. Устройство для реализации способа создания в образце испытываемого материала сложного напряженного состояния по п. 1 содержит крестообразное основание с Т-образными пазами в его плечах, расположенными под прямым углом друг к другу, при этом в пазах расположены опоры цилиндрической формы с возможностью перемещения, оси которых расположены перпендикулярно направлению плеч основания, при этом индентор сферической формы установлен по центру образца со стороны, противоположной от опор.2. A device for implementing the method of creating a complex stress state in a sample of a test material according to claim 1, comprises a cross-shaped base with T-shaped grooves in its shoulders located at right angles to each other, while the grooves are cylindrical in shape, movable, whose axes are perpendicular to the direction of the shoulders of the base, with a spherical indenter mounted in the center of the sample from the side opposite to the supports.
RU2017100559A 2017-01-09 2017-01-09 Method of creation a complex stress condition in a tested material sample and device for this RU2648308C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100559A RU2648308C1 (en) 2017-01-09 2017-01-09 Method of creation a complex stress condition in a tested material sample and device for this

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100559A RU2648308C1 (en) 2017-01-09 2017-01-09 Method of creation a complex stress condition in a tested material sample and device for this

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2648308C1 true RU2648308C1 (en) 2018-03-23

Family

ID=61708013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100559A RU2648308C1 (en) 2017-01-09 2017-01-09 Method of creation a complex stress condition in a tested material sample and device for this

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2648308C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1580219A1 (en) * 1988-04-21 1990-07-23 Запорожский индустриальный институт Method of testing flat specimen in two-axial loading
RU2091748C1 (en) * 1994-12-08 1997-09-27 Северо-Кавказский государственный технологический университет Process of fatigue test of metal of pipe under two-axes stressed state
RU64777U1 (en) * 2006-03-01 2007-07-10 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования SAMPLE FOR TESTING METAL OF PIPES FOR STRENGTH AT TWO-BIAXY STRESSED STATE
KR20130013554A (en) * 2011-07-28 2013-02-06 현대제철 주식회사 Biaxial tensile strain evaluating apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1580219A1 (en) * 1988-04-21 1990-07-23 Запорожский индустриальный институт Method of testing flat specimen in two-axial loading
RU2091748C1 (en) * 1994-12-08 1997-09-27 Северо-Кавказский государственный технологический университет Process of fatigue test of metal of pipe under two-axes stressed state
RU64777U1 (en) * 2006-03-01 2007-07-10 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования SAMPLE FOR TESTING METAL OF PIPES FOR STRENGTH AT TWO-BIAXY STRESSED STATE
KR20130013554A (en) * 2011-07-28 2013-02-06 현대제철 주식회사 Biaxial tensile strain evaluating apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018048998A5 (en)
KR100903560B1 (en) Apparatus for providing impact test
CN104913974A (en) Material micro-mechanical property biaxial tension-fatigue test system and test method thereof
US10161840B2 (en) Device for evaluation of the working surface fretting wear characteristics
KR101844564B1 (en) A Small Type of a Device for Measuring Strain for Practicing in Learning
EP4174470A1 (en) System and method for applying dynamic loading to a test specimen
JP2008281390A (en) Manufacturing method of bending test tool, bending test tool and bending test device
RU2648308C1 (en) Method of creation a complex stress condition in a tested material sample and device for this
ITMI20071712A1 (en) AUTOMATED MACHINE FOR THE WEIGHT OF DEAD WEIGHTS FOR THE CALIBRATION OF EXTENSIMETRIC LOAD CELLS
Jalali et al. High throughput determination of creep parameters using cantilever bending: part II-primary and steady-state through uniaxial equivalency
KR101506908B1 (en) Anti-bucking device of a sheet metal specimen in fatigue testiung machine
CN108896409A (en) A kind of 3 points of curved pilot systems of floated level and test method of the fracture of test material I type
US11073456B2 (en) Hardness tester
KR101510606B1 (en) Jig for tensile test
JP6105515B2 (en) Force sensor testing device
RU2548391C1 (en) Device for material sample test for combined effect of tension, shearing and bending forces
JP6049377B2 (en) Fatigue testing equipment
JPS6381244A (en) Fatigue testing method
KR102212052B1 (en) Multi-axis fatigue test jig constituting fatigue testing device
KR102043517B1 (en) Hydrogen delayed fracture testing method
CN107389452B (en) Stretching device for testing heterogeneous interface spalling and spalling testing method and application
CN112665996A (en) Electromagnetic transient unloading test system and method
US3481190A (en) Pressure vessel for stressing work specimens
RU2693883C1 (en) Method of testing a structure with axial application of loads and device for its implementation
RU2682979C1 (en) Method and stand for modeling biaxial shock load to test object