RU2655720C1 - Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката - Google Patents
Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655720C1 RU2655720C1 RU2017123083A RU2017123083A RU2655720C1 RU 2655720 C1 RU2655720 C1 RU 2655720C1 RU 2017123083 A RU2017123083 A RU 2017123083A RU 2017123083 A RU2017123083 A RU 2017123083A RU 2655720 C1 RU2655720 C1 RU 2655720C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thickness
- impact
- sheet steel
- copra
- package
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
-
- 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
- G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
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
Изобретение относится к области строительства, а именно для определения с помощью механических испытаний на ударную вязкость пригодности элементов конструкций, изготовленных из тонколистового проката толщиной от 0,4 до 2,9 мм, для применения в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях, где расчетная температура достигает минус 65°C. Сущность: из листов тонколистового стального проката для исключения потери устойчивости изготавливают призматический по форме пакет толщиной не менее 3,0 мм, затем пакет стягивают винтами диаметром 2,0 мм через два отверстия диаметром 2,2 мм, расположенные на расстоянии 17,5 мм от оси надреза, и наносят V- или U-образный надрез на пакете со стороны, противоположной движению ударного механизма копра. Проводят испытание на ударный изгиб пакета с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 Дж, причем для изготовления пакета используют листы тонколистового стального проката с одинаковой толщиной и для снижения разброса значений ударной вязкости поверхность торца пакета со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо. Технический результат: возможность проведения испытания на ударную вязкость тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах до минус 65°C. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно для определения с помощью механических испытаний на ударную вязкость пригодности элементов конструкций, изготовленных из тонколистового проката с целью применения в районах Севера и приравненных к ним местностях, где расчетная температура достигает минус 65°C.
А именно изобретение относится к способу испытания (на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению) тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах, в котором с целью предотвращения потери устойчивости плоских образцов с U- и V-образным надрезом при испытании образцы собирают в пакет (тип образца №4 по ГОСТ 9454-78) толщиной не менее 3,0 мм и заневоливают (скрепляют) его с помощью двух болтов (винтов) диаметром 2,0-3 мм, расположенных на расстоянии 17,5 мм от оси надреза.
Уровень техники
Аналогичные задачи для металлических элементов конструкций пытались решить несколькими способами, в том числе экспериментальным и экспериментально-расчетным:
- ГОСТ 9454-78 «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах» допускает применение образцов толщиной 2 мм (тип 4 по ГОСТ 9454-78), однако при проведении испытаний образцы теряют устойчивость (гнутся), не обеспечивая саму возможность использования этого метода.
- Способ, использующий для определения вязкости (работы деформации) величину площади под диаграммой растяжения гладких образцов [Золоторевский B.C. Механические свойства металлов // М.: Металлургия, - 1983, с. 183]. Однако характеристики механических свойств, предлагаемые в нем для определения площади, являются нестандартизованными, пригодными лишь для узких исследований и неприменимы в практических испытаниях металлов. В образцах отсутствует концентратор, который отражает вклад дефекта в сопротивление хрупкому разрушению.
- По способу В.А. Скуднова [Энергетика явлений и процессов в металловедении упрочняющих технологий и разрушении / Н. Новгород: НГТУ, 2007, с. 49] вязкость, определяемую как площадь под диаграммой растяжения, принимают как полную работу А, относят к деформируемому в испытании объему V образца, т.е. α=A/V. К числу недостатков этого метода следует отнести неучет работы, необходимой для совершения упругой деформации, и игнорирование фактора наличия концентратора у образца с надрезом нагружаемого изгибом. Обсуждаемый метод основан на использовании при растяжении гладкого образца.
- В Европе и США широко применяют конструкции из стальных тонкостенных оцинкованных холодногнутых профилей. Для их расчета при проектировании используют стандарты Евросоюза [Eurocode 3: Designofsteelstructure. EN 1993-1-3: 2004 Part 1-3: General rules. Supplementary rules for cold-formed members and sheeting. CEN. European Committee for Standardisation. 2004] и США [North American Specitication for The Design of Cold-formed Steel Structural members. 2001]. Однако эти стандарты не имеют рекомендаций в части проведения испытаний на сопротивление хрупкому разрушению. Расчетная температура для строительных конструкций в обоих стандартах Евросоюза и США принимается не ниже минус 50°C и, соответственно, испытания на ударную вязкость не проводятся.
- По ГОСТ 52246 для сталей марок 220-250 применение стальных конструкций из холодногнутых оцинкованных профилей ограничивается температурой минус 55°C, а для сталей марок 220-350 применение конструкций из холодногнутых оцинкованных профилей не регламентируется.
- Среди рассматриваемых способов определения ударной вязкости наиболее близким является способ по ГОСТ 9454-78, использующий образцы типа 4 с V- и U-образным надрезом с высотой образца 8 мм.
В отличие от известных ранее способов определения ударной вязкости заявленный способ позволяет проводить испытания на ударную вязкость тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах до минус 65°C, что ранее не было известно. Трудность проведения испытания на ударную вязкость при температуре ниже минус 55°C заключается в повышении хрупкости тонкого листа стального проката.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность проведения испытания на ударную вязкость тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах до минус 65°C.
Сущность изобретения
В связи с расширением хозяйственной деятельности в районах с расчетной температурой до минус 65°C, а также с повышением уровня требований по хладостойкости к используемым стальным материалам, настоятельно возникает проблема аттестации качества сталей по хладостойкости.
Эта аттестация проводится путем испытания призматических по форме образцов с V- или U-образными надрезами на ударный изгиб (трехточечная схема нагружения) в соответствии с ГОСТ 9454-78. Однако этот ГОСТ регламентирует испытания только для образцов толщиной 10; 7,5; 5 и 2 мм.
Для образцов толщиной 5-10 мм высота образца составляет 10 мм, а для образца толщиной 2 мм высота образца составляет 8 мм (тип 4 по ГОСТ 9454). Несмотря на это обстоятельство даже при толщине образца 2 мм, он теряет устойчивость (изгибается, скручивается), что не позволяет надежно и достоверно проводить оценку работы разрушения. По этой причине в нормативной литературе отсутствуют сведения об ударной вязкости для тонколистового проката.
Для исключения потери устойчивости ударных образцов с V- или U-образным надрезом толщиной до 2,5 мм изготавливают пакет образцов (по существу пакетный образец) толщиной не менее 3,0 мм. Метод вырезки листовых заготовок для изготовления соответствует требованиям для образца типа 4 по ГОСТ 9454-78. Метод вырезки заготовок для пакетного образца, технология вырезки и изготовление образцов также соответствуют требованиям ГОСТ 9454-78.
При изготовлении пакетного образца следует использовать один и тот же профиль проката с одинаковой толщиной.
Пакеты стягиваются винтами диаметром 2,0 мм через два отверстия диаметром 2,2 мм, расположенные на расстоянии 17,5 мм от оси надреза.
Для снижения разброса значений ударной вязкости поверхность торца образца со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо.
Наносят V- или U-образный надрез на пакетном образце со стороны, противоположной движению ударного механизма копра.
Испытания на ударный изгиб пакетного образца проводят с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 (30,0) Дж (кг⋅м).
Температура испытания варьируется от нуля до минус 65°C.
Работа разрушения стали для каждого пакета устанавливается путем деления общей работы разрушения на число слоев в пакете.
Основным признаком изобретения является разработка способа определения ударной вязкости тонкостенного проката толщиной от 0,4 до 2,9 мм на пакетных образцах толщиной не менее 3,0 мм, соединенных с помощью двух болтов диаметром 2,0 мм, которые устанавливают в отверстия диаметром 2,2 мм на расстоянии 17,5 мм от оси надреза образца.
Обобщая вышеуказанные признаки заявленного изобретения, сущность заявленного способа заключается в следующем.
На пластины из тонколистового стального проката с одинаковой толщиной наносят V- или U-образный надрез и, для исключения потери устойчивости, из пластин изготавливают призматический по форме пакет толщиной не менее 3,0 мм, в котором с одного торца расположен V- или U-образный надрез. Затем пакет стягивают винтами диаметром 2,0 мм через два отверстия диаметром 2,2 мм, расположенные на расстоянии 17,5 мм от оси надреза V- или U-образный надреза на пластинах. После этого, для снижения разброса значений ударной вязкости, поверхность торца пакета со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо и проводят испытание на ударный изгиб пакета с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 Дж. Причем удар копром осуществляют по торцу пакета, противоположному торцу с V- или U-образным надрезом.
Изменение количества образцов в пакете не изменяет схему изготовления пакетного образца.
Перечень чертежей и иных материалов
Для лучшего уяснения решаемой задачи прилагается схема изготовления пакетных образцов, состоящая из фигур 1-5.
На фигуре 1 проиллюстрирован сборочный чертеж пакета, состоящего из двух пластин толщиной 2,5 мм каждая и элементов соединения (винты М 2,2).
На фигуре 2 представлен чертеж ударного образца, изготовленного из пластины толщиной 2,5 мм с местами расположения отверстий и V- или U-образного надреза.
На фигуре 3 проиллюстрирована схема соединения элементов пакетного ударного образца. На схеме указано направление движения винтов (болтов) и гаек при скручивании пакета.
На фигуре 4 представлен общий вид пакетного ударного образца в аксонометрической проекции.
На фигуре 5 представлено поэлементное схематичное изображение пакетного ударного образца в сборе.
Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения
В 2016 г. пакетные образцы с надрезом типа Менаже (U-образный надрез) были использованы при оценке ударной вязкости тонколистового оцинкованного проката толщиной 0,4; 0,45; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 мм из марок сталей 200-350 по ГОСТ Р 52346. Температура испытания варьировалась от нуля до минус 65°C.
Впервые получены характеристики работы разрушения и, соответственно, ударной вязкости сталей марок 200-350, поставляемых по ГОСТ Р 52346 для расчетной температуры районов Крайнего Севера вплоть до температуры минус 65°C.
Claims (1)
- Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката при отрицательных температурах от нуля до минус 65°С, заключающийся в том, что на пластины из тонколистового стального проката с одинаковой толщиной наносят V- или U-образный надрез и для исключения потери устойчивости при испытании из пластин изготавливают призматический по форме пакет толщиной не менее 3,0 мм, затем пакет стягивают винтами, расположенными на расстоянии 17,5 мм от оси V- или U-образного надреза на пластинах, после этого для снижения разброса значений ударной вязкости поверхность торца пакета со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо и проводят испытание на ударный изгиб пакета с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 Дж, причем удар копром осуществляют по торцу пакета, противоположному торцу с V- или U-образным надрезом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123083A RU2655720C1 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123083A RU2655720C1 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655720C1 true RU2655720C1 (ru) | 2018-05-29 |
Family
ID=62560557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017123083A RU2655720C1 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655720C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795738C1 (ru) * | 2021-06-22 | 2023-05-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения ударной вязкости композиционных материалов |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1221538A1 (ru) * | 1984-10-11 | 1986-03-30 | Предприятие П/Я М-5671 | Способ испытани на ударную в зкость тонколистовых образцов с надрезом |
SU1552060A1 (ru) * | 1988-01-18 | 1990-03-23 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Образец с надрезом дл испытани сварного соединени на ударный изгиб |
SU1786392A1 (ru) * | 1990-05-07 | 1993-01-07 | Perm Z Mashinostroitel | Способ испытания на ударную вязкость тонколистовых образцов с надрезом |
CN201859087U (zh) * | 2010-11-11 | 2011-06-08 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种水冷散热器硬度试验用拓展平台 |
-
2017
- 2017-06-29 RU RU2017123083A patent/RU2655720C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1221538A1 (ru) * | 1984-10-11 | 1986-03-30 | Предприятие П/Я М-5671 | Способ испытани на ударную в зкость тонколистовых образцов с надрезом |
SU1552060A1 (ru) * | 1988-01-18 | 1990-03-23 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Образец с надрезом дл испытани сварного соединени на ударный изгиб |
SU1786392A1 (ru) * | 1990-05-07 | 1993-01-07 | Perm Z Mashinostroitel | Способ испытания на ударную вязкость тонколистовых образцов с надрезом |
CN201859087U (zh) * | 2010-11-11 | 2011-06-08 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种水冷散热器硬度试验用拓展平台 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795738C1 (ru) * | 2021-06-22 | 2023-05-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения ударной вязкости композиционных материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Singh et al. | Experimental investigation on performance of perforated cold–formed steel tubular stub columns | |
Carrillo et al. | Tensile mechanical properties of the electro-welded wire meshes available in Bogotá, Colombia | |
Dar et al. | Experimental study on innovative sections for cold formed steel beams | |
Janarthanan et al. | Bearing capacity of cold‐formed unlipped channels with restrained flanges under EOF and IOF load cases | |
Ahn et al. | Residual clamping force of bolt connections caused by sectional damage of nuts | |
Shu et al. | Experimental and theoretical study on the behavior of cold-formed stainless steel stub columns | |
RU2655720C1 (ru) | Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката | |
Kim et al. | Parametric study on ultimate strength of four-bolted connections with cold-formed carbon steel | |
Oszvald et al. | Effect of corrosion on the buckling of steel angle members-experimental study | |
Selvaraj et al. | Application of direct stiffness-strength method for design of gypsum and plywood sheathed CFS wall panels subjected to bending | |
Arola et al. | The effect of punch radius on the deformation of ultra-high strength steel in bending | |
Kelton et al. | Variability of the mechanical properties of wrought iron from historic American truss bridges | |
Panedpojaman | Buckling analysis for web post of cellular beams | |
Kalavagunta et al. | Experimental study of axially compressed cold formed steel channel columns | |
Ganesh et al. | Simplified design of composite slabs using slip block test | |
Liu et al. | Structural strength of lapped cold-formed steel Z-shaped purlin connections with vertical slotted holes | |
Kim et al. | An experimental study on bending performance of Hybrid forming composite beam | |
CN105928784A (zh) | 测定热轧碳素钢平面应力条件下断裂韧度的方法 | |
Pham et al. | Effect of Curling Phenomenon on Block Shear and Tear‐out Strengths of Bolted Connections | |
Lee et al. | A comparative study on stub columns with various steel grades subjected to concentric axial loading | |
D’Arenzo et al. | Ductility of nailed connections in relation to the failure mechanisms | |
Gubetini et al. | Mechanical properties of thin-walled high-strength-steel cold-formed circular hollow-sections for crane and scaffolding construction | |
Misiek et al. | Buckling of stiffeners for stainless steel trapezoidal sheeting | |
Nguyen | Strength of composite cold-formed steel-concrete beams | |
Josi et al. | Fatigue of joints with staggered holes |