SU794424A1 - Устройство дл исследовани про-цЕССА плАСТичЕСКОгО дЕфОРМиРОВАНи пРи ВыСОКОСКОРОСТНОМ НАгРужЕНии - Google Patents

Description

Установив т гу так, чтобы тарелка с грузаМИ одновременно захватывала т гу и соприкасалась с амортизаторами, получают скорость деформации до солрикосновени  с домкратом, завис щую от параметров пружины амортизаторов и высоты подъема груза. Зазор между т гой и амортизаторами обусловливаетс  тем, что скорость деформации образца до сопри-косновеин  тарелКИ с амортизаторами отличаетс  от скорости деформации после соприкосновени  их с грузами. После соприкосновени  тарелки с домкратом скорость лагружени  снова измен ет свое значение. ТайИМ образом, если образец продеформирован на А/ мм, то это значение состоит из трех составл ющих А/ Д/г+Л/а+Д/д, где ,А/г - удлинение, полученное при нагружении со скоростью, заданной свободно падающими грузами (Vr); А/а - удлинение , полученное при  агружении с измен ющейс  скоростью после соприкосновени  грузов с амортизатором (V); А/д - удлинение , полученное при нагружении со скоростью , получающейс  после соприкосновеки  тарелки с домкратом (V,). Удлинение А/а+А/д А/г при развитых пластических деформаци х, а в области малых пластических деформаций они соизмеримы и даже возможно, что А/а+А/д А/г. Это устройство хот  и позвол ет деформировать образец на заданную величину,но «е обеспечивает точности эксперимента из-за составл ющих А/., и A/.I . Кроме того, данное устройство иеуниВврсально , так как его HeBosMoxcHO примен ть на таких мащинах высокоскоростного нагружени , как ротационные. Оно громоздко , поскольку включает узел амортизаторов . При высокоскоростном деформировании со скорост ми пор дка ;; потребуютс  очень мощлые амортизаторы, что сделает устройство еще более -громоздким . Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  исследовани  процесса пластического деформировани  при высокоскоростном нагружении, содержащее соосно расположенные неразрушаемый и разрушаемый захваты дл  исследуемого образца и полую наковальню, охватывающую разрушаемый захват и размещенную относительно него с зазором, равным задаваемому абсолютному удлинению образца 3. Однако указанное устройство не обеспечивает точность исследовани  процесса пластического деформировани , поскольку после сн ти  раст гивающей иагрузки образец скручиваетс  и изгибаетс  в результате освобождени  упругой энергии, так как о  жестко заделан в неразрушаемом неподвижном захвате. Окручивание особенно заметно при испытани х плоских образцов . Из-за упругих деформаций платформы с грузом и наковальни деформирующее усилие мгновенно, т. е. как только платформа удар етс  о иаковальню, не снимаетс  и часть кинетической энергии затрачиваегс  на дополнительное з.длинение образца за период от начала соприкосновени  платформы и наковальни до отделени  упора от .платформы. Кроме того, это устройство громоздко, лоскольку наковальн  и детали ее креплени  представл ют самосто тельный узел, не св занный ни с одним из захватов, который требует места дл  его размещени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  деформации путем сохранени  посто нства скорости «агружени  и устранени  деформации изгиба и «ручени  образца. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено демлфером, неразрушаемый захват выполнен в виде полого цилиндра, на одном конце которого размешена втулка, предназначенна  дл  головки образца, установлеННого с возможностью осевого перемещени , на другом конце цилиндра жестко закреплена наковальн , разрушаемый захват выполнен ,в виде поперечины , предназначенной дл  приложени  нагрузки, жестко закрепленного IB ней одним концом ложного образца и муфты дл  соосного соединени  вторых концов исследуемого и ложного образцов, а демифер установлен между неразрушаемым и разрушаемым захватами концентрично исследуемому образцу. На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез. Устройство содержит неразрушаемый захват, который состоит из двух полых цилиндров I и 2, соединенных между собой резьбовым соединением. В цилиндре 1 выполнено гнездо с нерегулируемой опорной поверхностью 3 под головку исследуемого образца 4 с втулкой, выполненной из двух сухарей 5 w. 6. Е цили-ндр 2 ввинчена пола  наковальн  7 с опорной поверхностью 8. Разрушаемый захват соосно расположен с неразрушаемым и с исследуемым образцом 4 и выполнен в виде поперечины 9, 3 которой одним концом закреплен ложный образец 10 с опорной ловерхностью 11, и разрезной муфты 12, обе лоловинки которой удерживаютс  втулкой -13. Ложный образец 10 и исследуемый образец 4 установлены соосно и соединены с помощью разрезной муфты 12 так, что между торцовыми новерхност ми головок образцов 4 и 10 имеетс  зазор дл  предотвращени  изгиба образца 4 при сн тии с него нагрузки. Концентрично исследуемому образцу 4 между торцовой ловерх остью .14 муфты 12 и поверхностью 15 цилиндра 1 расположен демпфер 16. Набор наковальни 7 различной высоты позвол ет ;регулировать зазор h

между опорлои поверхностью о наковальни ,и опорной поверхностью // лож1ного образца . Переходник 17 одним .концом ввинчиваетс  в цилиндр / неразрушаемого захвата, а другим концом соедин етс  -с т гой испытательной машиной («е показана). Рассто ние между торцовой поверхностью переходника 17 .и торцовой ловерхностью головки исследуемого образца 4 должно быть не меньше суммы максимально .возможного абсолютного удлинени  исследуемого материала образца ,и зазора между тор цовой ловерхностью 14 муфты 12 и поверхностью 15 ц.ил.индра /.

Устройство ра.ботает следующим образом .

С помощью лереходника .17 устройство крепитс  ,к т ге ислытательной машины, налример .к ротационному колру (не показан ) и маховик копра раскручиваетс  до необходимой скорости, налример до 30 м1с. Пр.и достижении заданной скорости лажатием кнопки выбрасываютс  ножи, которые бьют ло лолеречине 9. Приложенное усилие через ложиый образец 10 и муфту 12 передаетс  на исследуемый .образец 4. Последний деформируетс  «а величину зазо .ра h, установленного между oлqpнoй поверхностью 8 наковальни 7 и опорной -поверхностью 11 ложного образца 10.

После того .как зазор выбран, ложный образец упираетс  в опорную .поверхность 8 наковальни, в результате чего разрушает .с . Врем  от начала соприкосновени  опорных иове,рхностей S и // до разрушени  ложного образца 10 соста.вл ет врем  процесса прерывани  нагружени  исследуемого образца 4 (сн тие .с него нагрузки). По окончании процесса прерывани  нагружени  исследуемый образец 4 лод деиствием наколленной упругой энерги.и выходит из гнезда и вместе с муфтой 12 и остав .щейс  частью разрушенного ложного .образца совершает .отскок в обратную сторону . Наличие зазора между торцовой поверхностью лереходника 17 и торцовой поверхностью головки исследуемого образца 4 исключает удар образца о торец лереходника 17, что предотвращает изгиб образца 4.

Демлфер 16, выполненный, например, из пластилина, гасит энергию, накопленную в системе и лред отвращает многократные отскоки образца 4, .которые .могут вызвать изгиб. Наличие зазора между торцами головок обоих образцов, расположенных в муфте 12, исключает изгиб исследуемого образца 4.

Дл  уменьшени  времени сн ти  на-, грузки с исследуемого образца ложный об .разец выполнен так, что о.н разрушаетс  в улругой области. Хрупкое разрушение ложного образца 10 при достижении исследуемым образцом 4 заданной величины абсолютного удлинени  материала ложного

образца и размеры его поперечного сечени  в месте кольцевого надреза определ ют экспериментально.

Предлагаемое устройство компактно, просто и технологично в изготовлении и позвол ет деформировать .образец на заданную величину как в области малых пластических деформаций (до ), так и в области больших дефор.маций, наприм.ер прерывать процесс раст ж.ени  лри наличии развитой шейки со .скоростью деформации 20 м1с.

Кроме того, устройство проводит исследование структурных превращений, накоплени  повреждаемости, распределени  остаточных деформаций по рабочей длине исследуемого образца на различных стади х вьгсокоскоростного пластического деформировани , а также вли .ни  предва.рительного динам.ичес.кого деформировани  на комплекс прочностных и пластических свойств материала о.бразца.

Claims (3)

1.Barnes С. В., Hawkins Е. Н., Davis М. V. А method for interrupting а high Strain rate tension test before Specimen

fracture. Materials lesearch and Standards, 1966, 6, Л II, p. 560-564.

2.Яценко Ю. В. и Синельников М. И. Усозершенств-ование нагружающего устройства установки ИМАШ-5с дл  скоростной деформации.- Заводска  лаборатори , 1975, № 10, т. 41, с. 1280-1281.

3. Duwez Р. Е., Clark D. S. An experimental Stredy of propagation of practic defor8

mation under conditions of longitudinal impact, - Proceedings of the American Society for Testing Materials, 1947, vol. 47, p. 502-532 (лрототип).