RU2650431C2 - Method of testing structural material for plasticity - Google Patents
Method of testing structural material for plasticity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650431C2 RU2650431C2 RU2016121607A RU2016121607A RU2650431C2 RU 2650431 C2 RU2650431 C2 RU 2650431C2 RU 2016121607 A RU2016121607 A RU 2016121607A RU 2016121607 A RU2016121607 A RU 2016121607A RU 2650431 C2 RU2650431 C2 RU 2650431C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- plasticity
- testing
- matrix
- structural material
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910001148 Al-Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
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
- G01N3/28—Investigating ductility, e.g. suitability of sheet metal for deep-drawing or spinning
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области механических испытаний конструкционных материалов, в частности к способам испытания конструкционного материала на пластичность, и может быть использовано при определении механических характеристик листовых материалов в условиях плоской деформации в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of mechanical testing of structural materials, in particular to methods of testing structural material for ductility, and can be used to determine the mechanical characteristics of sheet materials under conditions of flat deformation in mechanical engineering, automotive, aircraft manufacturing and other industries.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ испытания конструкционного материала на пластичность, представленный в [1].Closest to the proposed technical solution is a method of testing structural material for ductility, presented in [1].
В данном способе гладкий плоский образец прямоугольной формы нагружают до разрушения сменным пуансоном полуцилиндрической формы в сменной щелевой матрице, устанавливают минимальный радиус гиба и толщину рабочей части образца вблизи образовавшейся трещины, на основании которых рассчитывают величину предельной пластичности его материала.In this method, a smooth, flat, rectangular-shaped specimen is loaded to fracture with a replaceable semicylindrical punch in a replaceable slit matrix, the minimum bending radius and the thickness of the working part of the specimen near the crack are established, based on which the ultimate ductility of its material is calculated.
Недостатком известного технического решения являются низкая точность, обусловленная дискретностью установления минимального радиуса гиба, и высокая трудоемкость проведения испытаний, связанная с необходимостью проведения испытаний серии образцов и использования большого числа сменных щелевых матриц.A disadvantage of the known technical solution is the low accuracy due to the discreteness of establishing the minimum bending radius, and the high complexity of the tests, associated with the need to test a series of samples and use a large number of replaceable slot matrixes.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение точности испытания и снижение его трудоемкости.The claimed technical solution is aimed at improving the accuracy of the test and reducing its complexity.
Это достигается тем, что в способе, согласно изобретению, испытания вплоть до разрушения осуществляют на одном образце в универсальной щелевой матрице клинового типа с углом наклона стенок, равным 60°.This is achieved by the fact that in the method according to the invention, tests up to fracture are carried out on one sample in a universal wedge-type slotted matrix with a wall angle of 60 °.
На чертеже приведена схема испытания. Способ осуществляют следующим образом. Гладкий плоский образец 1 прямоугольной формы, изготовленный из исследуемого материала, устанавливают на зеркало универсальной щелевой матрицы 2 клинового типа с углом наклона стенок, равным 60°. С целью уменьшения сил трения между образцом и матрицей размещают фторопластовую пленку толщиной 0,2 мм. К сменному пуансону полуцилиндрической формы прикладывают усилие Р пресса и производят изгиб образца. В ходе испытания пуансон проталкивает образец в сужающийся канал матрицы до разрушения. Начало разрушения и образование первой трещины фиксируют по спаду деформирующего усилия по шкале измерительного устройства испытательной машины. Вследствие стеснения деформации вдоль линии сгиба на рабочей части образца реализуется однородное плоское деформированное состояние.The drawing shows a test circuit. The method is as follows. A smooth
Изгиб образца проводят, используя набор сменных пуансонов полуцилиндрической формы в универсальной щелевой матрице клинового типа с углом наклона стенок, равным 60°. Последовательно уменьшая в ходе испытания радиус пуансона, устанавливают минимальный радиус гиба Rmin, при котором на наружной (растянутой) поверхности образца появляется первая видимая невооруженным глазом трещина. За минимальный радиус гиба принимают радиус последнего пуансона.The bending of the sample is carried out using a set of interchangeable punches of a semi-cylindrical shape in a universal wedge-type slotted die with a wall angle of 60 °. By successively decreasing the radius of the punch during the test, the minimum bending radius R min is established , at which the first crack visible to the naked eye appears on the outer (stretched) surface of the sample. For the minimum bending radius, take the radius of the last punch.
После испытания измеряют толщину t рабочей части образца вблизи образовавшейся трещины и рассчитывают величину предельной пластичности εпр его материала по формулеAfter the test, the thickness t of the working part of the specimen is measured near the crack formed and the ultimate ductility ε pr of its material is calculated by the formula
Реализация предлагаемого металлосберегающего способа позволит по сравнению с известным техническим решением повысить точность и достоверность определения пластичности конструкционного материала.The implementation of the proposed metal-saving method will allow, in comparison with the known technical solution, to increase the accuracy and reliability of determining the ductility of a structural material.
Пример конкретной реализации способаAn example of a specific implementation of the method
Испытания образцов из алюминиево-литиевого сплава 1451 осуществляли на универсальной испытательной машине Р-20 с целью исследования анизотропии пластичности этого материала в плоскости листа. Для этого из листа толщиной 1,2 мм вырезали девять прямоугольных образцов размерами в плане 30×60 мм, три из которых были ориентированы меньшей стороной вдоль прокатки, три - поперек и три - под углом 45°. Изгиб образцов осуществляли в экспериментальном штампе, который свободно, без дополнительного крепления, устанавливали на неподвижной траверсе испытательной машины. Испытываемый образец размещали на матрице таким образом, чтобы его меньшая сторона была параллельна предполагаемой линии сгиба.Testing of samples of aluminum-lithium alloy 1451 was carried out on a universal testing machine R-20 in order to study the anisotropy of the plasticity of this material in the plane of the sheet. For this, nine rectangular samples were cut from a sheet 1.2 mm thick with dimensions of 30 × 60 mm in plan, three of which were oriented with the smaller side along the rolling, three transverse and three at an angle of 45 °. The bending of the samples was carried out in an experimental stamp, which was freely, without additional fastening, mounted on a stationary traverse of the testing machine. The test sample was placed on the matrix so that its smaller side was parallel to the proposed fold line.
В результате проведения испытаний было установлено, что для исследованного сплава 1451 предельная пластичность существенно зависит от направления вырезки образцов. Максимальная величина предельной пластичности имела место в направлении прокатки и оказалась равной 0,21. Эта величина на 40% превысила предельную пластичность в направлении, перпендикулярном к направлению прокатки.As a result of the tests, it was found that for the investigated alloy 1451 ultimate plasticity substantially depends on the direction of cutting of the samples. The maximum value of ultimate ductility took place in the rolling direction and turned out to be 0.21. This value is 40% higher than the ultimate ductility in the direction perpendicular to the rolling direction.
Таким образом, представленные экспериментальные данные позволяют сделать заключение о возможности реализации с достаточной степенью точности предлагаемого способа испытания конструкционного материала на пластичность.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 testing structural material for ductility.
Предлагаемый способ позволяет определять с высокой точностью и достоверностью характеристики механических свойств конструкционных материалов при испытании в условиях однородной плоской деформации. Этот способ может быть использован, в частности, для установления предельной пластичности конструкционных материалов при испытании в условиях плоской деформации, необходимой для построения диаграммы предельной формуемости материала, применяемой при проектировании технологических процессов обработки металлов давлением. Использование предлагаемого способа позволит определять необходимые характеристики механических свойств конструкционных материалов, применяемых в различных отраслях промышленности, путем проведения испытаний в механических лабораториях промышленных предприятий.The proposed method allows to determine with high accuracy and reliability the characteristics of the mechanical properties of structural materials when tested in conditions of uniform flat deformation. This method can be used, in particular, to establish the ultimate ductility of structural materials during testing under conditions of plane deformation, necessary to build a diagram of the ultimate formability of the material used in the design of technological processes for metal forming. Using the proposed method will determine the necessary characteristics of the mechanical properties of structural materials used in various industries, by conducting tests in the mechanical laboratories of industrial enterprises.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 2555476, МПК кл. G01N 3/28, 10.07.2015, бюл №19.1. Patent RU 2555476, IPC cl. G01N 3/28, 07/10/2015, bull. No. 19.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121607A RU2650431C2 (en) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | Method of testing structural material for plasticity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121607A RU2650431C2 (en) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | Method of testing structural material for plasticity |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016121607A RU2016121607A (en) | 2017-12-05 |
RU2650431C2 true RU2650431C2 (en) | 2018-04-13 |
Family
ID=60580979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016121607A RU2650431C2 (en) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | Method of testing structural material for plasticity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650431C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU366383A1 (en) * | 1969-05-19 | 1973-01-16 | METHOD FOR TESTING INSTRUMENTAL | |
SU1652876A1 (en) * | 1989-06-05 | 1991-05-30 | Краматорский Индустриальный Институт | Wedge-type plastometer |
RU2128329C1 (en) * | 1996-07-01 | 1999-03-27 | Пермский государственный технический университет | Process determining index of deformation of material |
CN201277932Y (en) * | 2008-10-28 | 2009-07-22 | 北京航空航天大学 | Mould for testing restraint resistance of draw bead |
-
2016
- 2016-05-31 RU RU2016121607A patent/RU2650431C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU366383A1 (en) * | 1969-05-19 | 1973-01-16 | METHOD FOR TESTING INSTRUMENTAL | |
SU1652876A1 (en) * | 1989-06-05 | 1991-05-30 | Краматорский Индустриальный Институт | Wedge-type plastometer |
RU2128329C1 (en) * | 1996-07-01 | 1999-03-27 | Пермский государственный технический университет | Process determining index of deformation of material |
CN201277932Y (en) * | 2008-10-28 | 2009-07-22 | 北京航空航天大学 | Mould for testing restraint resistance of draw bead |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016121607A (en) | 2017-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5435352B2 (en) | Method for determining the breaking strain of plate materials | |
US10274407B2 (en) | Method of evaluating stretch-flangeability with small-scale specimen without specimen size effects | |
US8511178B2 (en) | Screening test for stretch flanging a trimmed metal surface | |
Tisza et al. | Springback analysis of high strength dual-phase steels | |
CN108693032A (en) | A kind of plank compression performance test sample, fixture and method | |
JP2009257885A (en) | Test piece holding apparatus | |
Furushima et al. | Fracture and surface roughening behaviors in micro metal forming | |
RU2650431C2 (en) | Method of testing structural material for plasticity | |
RU2555476C2 (en) | Method of testing of constructional material for plasticity | |
JP6399269B1 (en) | Hardness estimation method for cold-worked parts and hardness-equivalent plastic strain curve acquisition method for steel | |
Khan et al. | Development of material model for assessment of brittle cracking behavior of plexiglas | |
Rahmaan et al. | Effect of strain rate on shear properties and fracture characteristics of DP600 and AA5182-O sheet metal alloys | |
RU2578286C1 (en) | Method of testing metals for bending with stretching | |
JP7512932B2 (en) | Material evaluation method and manufacturing method for metal member | |
CN109716100B (en) | Material sample and method for determining the geometry of a sample | |
WO2022123825A1 (en) | Method for calculating residual stress | |
JP7388201B2 (en) | Stress evaluation method, bending workability evaluation method, and metal member manufacturing method | |
RU2617798C1 (en) | Method for determining metals and alloys ductility | |
RU2748457C1 (en) | Method for determining endurance limit of sheet material | |
RU2654901C2 (en) | Method of estimation of friction coefficient of materials | |
RU2226682C2 (en) | Process testing sheet materials for tension | |
JP5900751B2 (en) | Evaluation method and prediction method of bending inner crack | |
Turkoz et al. | Construction of forming limit diagrams for AA5754 and AA2024 aluminium alloys | |
Jiang | Initial grain size effect on mechanical properties and springback behavior of thin metal sheets with varying rolling reduction ratios | |
RU2621324C2 (en) | Procedure for assessment of ability of flats to stamping |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190601 |