SU1589124A1 - Устройство дл испытани образцов материалов при выдавливании - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Цель изобретени  - повышение точности и расширение номенклатуры испытуемых материалов путем обеспечени  испытани  и упрочн ющихс  материалов. В механизм поджати  в виде двух запрессованных друг в друга цилиндров 4 и 5 с заданным нат гом помещают зажим в виде частей 1-3, при этом в рабочей части 3 выполнен канал 10, в который помещают контейнер 11 с матрицей 12, пуансоном 13 и образцом 19. Поверхности сопр жени  частей 1-3 расположены параллельно оси внешней конической поверхности 18 зажима. В промежуточной части 2, дополнительной части 1 и цилиндрах 4 и 5 выполнены радиальные отверсти  14, 16 и 17, соосные между собой. В отверстии 14 размещен прозрачный элемент 15, поверхность которого взаимодействует с поверхностью пуансона 13, матрицы 12 и образца 19. При выдавливании образца 19 через матрицу 12 пуансоном 13 фиксируют через элемент 15 деформацию образца 19. За счет поджати  частей, сила которого больше распорного усили , образец не затекает между элементом 15 и част ми зажима. 2 ил.

Description

ным нат гом помещают зажим в виде частей 1-3, при этом в рабочей части 1 выполнен канал 10, в который помещают контейнер 11 с матрицей 12, пуансоном.13 и образцом 19, Поверх- ности сопр жени  частей 1-3 расположены параллельно оси внешней конической поверхности 18 зажима. В промежуточной части 2, дополнительной части 3 и цилиндрах и 5 выпол- нены радиальные отверсти  14, -16 и

17, соосные между собой. В отверстии 14 размещен прозрачный элемент 15, поверхность которого взаимодействует с поверхностью пуансона 13, матрицы 12 и образца 19. При выдавливании образца 19 через матрицу 12 пуансоном 13 фиксируют через элемент 15 деформацию образца 19. За счет под- жати  частей, сила которого больше распорного усили , образец не затекает между элементом 15 и част ми зажима. 2 ил.

Изобретение относитс  к испытательной технике, а именно к устройствам дл  испытани  образцов материалов при выдавливании.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение номенклатуры испытуемых материалов путем обеспечени  испытани  и упрочн ющихс  материалов .

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в сборе,- на фиг. 2 - зажим , аксонометри .

Устройство содержит .зажим из трех сопр женных рабочей 1, промежуточной 2 и дополнительной 3 частей с отверсти ми в промежуточной и дополнительной част х, цилиндрический механизм поджати  частей 1 - 3 одна к другой, выполненный, например, в виде двух коаксиальных цилиндров 4 и 5с внутренней конической полостью и с коническими поверхност ми 6 и 7, внешней конической поверхностью 8 цилиндра 5, соответствующей внутренней поверхности 7 цилиндра 4, и внешней цилиндрической поверхностью 9 цилиндра k, размещенный в выполненном в рабочей части 1 канала 10 контейнер 11, расположенные в контейнере 11 матрицу 12 с пуансоном 13 и расположенное в промежуточной части 2 отверстие (окно) 14 с прозрачным элементом 15, поверхность которого взаимодействует с боковой поверхностью матрицы 12 и пуансоном 13. При этом в цилиндрах 4 и 5 выполнено радиальное отверстие 1б. В дополнительной части 3) выполненной в виде сектора , так же как и рабоча  часть Г,выполнено отверстие 17, соосное с отверсти ми 16 и 14. Промежуточна  часть 2 выполнена в виде плиты. Наружные поверхности 18 зажима (наружные боковые поверхности всех трех частей 1-3) выполнены коническими. Плоскости сопр жени  частей 1 - 3 0 зажима установлены параллельно оси а-а конуса поверхности 18.

Предварительно в цилиндр 4 по поверхности 7 запрессовывают поверхностью 8 цилиндр 5 с нат гом , который как и другие нат ги . , рассчитывают следующим образом.

Исходными данными  вл ютс :

- относительный радиус повер х- ности,. на который приложено давление 0 в цилиндрах 4 и 5, i 0,1,2,...,k;

- допустимое напр жение на внутренней поверхности i-ro сло ;

Е - модуль упругости;

PJ - давление внутреннее или от 5 нат га на рассматриваемой поверхности в цилиндрах;

Tj - относительный радиус поверхности , в точках которой определ етс  напр жение.

0 Нормальные тангенциальные напр жени  под действием внутреннего давлени , приложенного на рассматриваемой поверхности, равны

45

50

6 - . - rn

ij (rt - г.) rj -1 ()

Нормальные тангенциальные напр жени  от действи  внешнего давлени  равны

6. - --Р Г) (rj + 1) . . J 1). (2)

Давление на контактных поверхност х в цилиндрах 4 и 5 от нат га равно

Р - - г( )(г1 - 1) ,,. г.(г П1

J

Подставл   значени  из (3) в (1) и (2), находим выражение дл  определени  нормальных тангенциальных .напр жений от нат га:

щ

Е-4,-(г1 + г )(г1 - t)

.- 1Ь

(k)

- г )(г/ - 1)

r-J .

(5)

Пользу сь формулами () и (5) дл  точек, расположенных на внутренних поверхност х цилиндров, т.е. при j 0,1,2,..., находим нормальные тангенциальные напр жени  от предварительных нат гов и приложенного внутреннего давлени . Сумму этих нар жений приравниваем к допустимому напр жению на раст жение дл  материала рассматриваемого цилиндра.

В результате получим систему линейных уравнений, реша  их,найдем величину нат гов - ..

После определени  нат гов Л . необходимо , пользу сь формулой (3), найти давление Pj на контактных поверхност х , а по формулам (1), (Ц) и (5) - распределени  нормальных тангенциальных напр жений 6,-;В результате строим эпюры распределени  нормальных тангенциальных + напр жений.

Внутреннее давление определ ем по значени Т бокового распора образца 19 при испытани х (обычно равна усилию испытани ). Значени  нормальных тангенциальных напр жений позвол ют также определ ть предельные услови  испытани  образца 19.

Устройство работает следующим образом.

Образец 19 помещают в матрицу 12 под пуансон 13 и все вместе - в контейнер 11. Контейнер 11 устанавливают в канал 10 рабочей части 1 зажима и собирают зажим так, чтобы прозрачный элемент 15 контактировал с поверхност ми матрицы 12, пуансона 13 и образца 19 с координатной сеткой . После этого запрессовывают зажим в цилиндры и 5 поверхностью 18 по поверхности 6 с рассчитанным нат гом А, так, что ось канала совпадает с осью отверсти  17 и окна 1. Уста

навливают устройство на плите пресса (не показаны) и воздействуют на пуансон 13 вотрой плитой.

Перед смотровым окном 1 устанавливают кино- и фотоаппаратуру дл  фиксировани  кинематически течени  образца 19 испытуемого материала по

0 сетке. Затем осуществл ют пуансоном 13 поэтапное или конечное нагружение (деформирование) образца 19. После окончани  формообразовани  выпрессо- вывают зажим, отдел ют контейнер 11

15 и вынимают образец 19 из полости

штампа. За счет наблюдени  за процессом деформировани  и исключени  деформации образца 19 после выдавливани  легко определ етс  вид и форма

20 истечение образца, скорость и изменение скорости формоизменени  по координатной сетке. За счет обеспечени  усили  нат га большего, чем величина распора от выдавливаемого образца,

25 элемент 15 не отжимают от поверхности образца 19 и напр женное состо ние образца Э не измен етс . Все это повышает точность испытани . Обеспечение указанного нат га при величинах

30 усилий, сравнимых с пределом теку- чести высокопрочных материалов, позвол ет испытывать не только низкопрочные пластичные материалы типа свинца, но и упрочн ющиес  материалы.

35

вплоть до углеродистых сталей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  испытани  образцов

   материалов при-вьщавливании,содержащее зажим из трех сопр женных рабочей , промежуточной и дополнительной частей с отверсти ми в промежуточной и дополнительной част х, механизм

   поджати  этих частей одна к другой, размещенные в зажиме матрицу с пуансоном и прозрачный элемент, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  номенклатуры испытуемых материалов путем обеспечени  испытани  и упрочн ющих материалов, механизм поджати  выполнен цилиндрическим с внутренней конической полостью и сквоз- ным радиальным отверстием, в промеуточной и дополнительной част х отверсти  выполнены соосными с радиальым отверстием в механизме поджати , розрачный элемент расположен в отверстии промежуточной части зажима, наружна  поверхность зажима выполнена конической/ поверхности сопр жени  частей зажима параллельны оси ко-,

   нуса наружной поверхности, а устройство снабжено установленным в рабочей части зажима контейнером, в котором размещены матрица с пуансоном.

   фиг, 2