SU853479A1

SU853479A1 - Способ определени динамическогопРЕдЕлА ТЕКучЕСТи МЕТАллОВпРи ОдНООСНОй дЕфОРМАции ВплОСКОй ВОлНЕ РАзгРузКи

Info

Publication number: SU853479A1
Application number: SU792846015A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Владимирович Степанов; Вячеслав Валентинович Астанин
Original assignee: Институт Проблем Прочности Анукраинской Ccp
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1981-08-07

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам определения предела текучести металлов при ударном сжатии. *

Известен способ определения динамического предела текучести материаДод, заключающийся в том, чтЪ испы,'тываекый образец подвергают ударному Нагружению и определяют напряжение в нем в момент перехода от упругого деформирования к упругопластическому, величину которого принимают за предел текучести материала [1].

- Недостатком этого способа является невозможность его использования ·* для определения динамического предела, текучести после предварительного упругопластического сжатия образца.

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является спо- ® соб определения динакического предела текучести металлов при одноосной деформации в плоской волне разгрузки, заключающийся в том, что в об- „ разце в виде пластины создают упругоэластичную плоскую волну сжатия удаго ром по нему плоским бойком, регистрируют деформацию образца и рассчитывают динамический предел текучеети [2]. ³⁰

Емкостный датчик измеряет перемещение свободной поверхности образца, по которому строят график изменения импульса напряжения, фронт нагрузки и разгрузки которого состоит из упругого и пластического участков, распространяющихся соответственно со скоростью упругой и пластической волн. Амплитуда напряжений на фронте упругого участка волны разгрузки используется для расчета предела текучести материала при его деформировании в плоской волне нагрузки.

Недостатком данного способа является низкая точность экспериментального определения предела текучести при испытаниях тонких пластин. Это объясняется тем, что при малом пути волны (малая толщина пластины) вследствие малой разности скоростей распространения упругой и пластической деформации регистрируется плавный переход упругого участка в пластический так, что точка, соответствующая границе между ними, не может быть определена достаточно точно.

Целью изобретения является повышение точности определения указанного предела текучести при испытаниях тонколистовых материалов.

. 853479

Поставленная цель достигается тем, что регистрируют остаточную деформацию £ в плоскости пластины, а предел текучести (У-γ рассчитывают по формуле

I где Е - модуль упругости материала образца;

Л* - коэффициент Пуассона.

В данном способе остаточную деформацию £ в плоскости пластины определяют по изменению расстояния между двумя метками, нанесенными перед испытанием на плоскость образца.

На фиг. 1 изображена схема испытаний) на фиг. 2 - график изменения напряженного состояния пластины в процессе нагружения и разгрузки.

Способ реализуют следующим образом. .

По пластине 1 из исследуемого материала с нанесенными перед опытом на ее поверхности двумя метками 2, расстояние между которыми равно , наносят удар плоским бойком 3, ’разгоняемым, например, на пороховой установке. После опыта с помощью микроскопа измеряют новое расстояние между метками 2 и по разности Δ1 = = 1₄ определяют остаточную деформацию £ = . Затем по величине деформации ьопределяют предел текучести по приведенной формуле.

На фиг. 2 сплошной линией показано изменение напряжений (7/ в плоскости пластины, а пунктирной линией изменение напряженйй <3 q в перпендикулярном направлении в области одномерной деформации (не затронутой волнами боковой разгрузки) . ..

При прохождении волны нагрузки по образцу напряжения GV ^и увеличиваются до максимальных значений _σ«αΧ > а при последующей разгрузке снижаются. В момент, когда напряжения в плоскости пластина снижаются до нуля (точка А на фиг. 2)_f напряжения (?θ равны пределу текучести G-p так что объемная деформация равна в этот момент где К - модуль'объемной деформации.

При последующем снижении упругой объемной деформации до нуля возникает деформация в плоскости пластины Е , которая и определяется при испытаниях по изменению расстояния между метками на поверхности образца. Эта деформация связана с пред ше'ствующим напряженным состоянием, обобщенным .законом Гука;

где Е - модуль упругости образца,

-9 - коэффициент Пуассона.

Данный способ повышает точность определения предела текучести материала, т.к. изменение расстояния между метками может быть определено весьма точно.

Кроме того, данный способ упрощав ет методику испытаний, т.к. позволяет отказаться от сложной регистрации импульса нагрузки в материале.

Claims

Поставленна цель достигаетс тем что регистрируют остаточную деформацию Ь в плоскости пластины, а предел текучести (-j. рассчитывают по фор муле л- Р т-Т:, где Е - модуль упругости материала образца) Л - коэффициент Пуассона. В данном способе остаточную дефор мацию в плоскости пластины определ ют по изменению рассто ни между двум метками, нанесенными перед испытанием на плоскость образца, На фиг. 1 изображена схема испытаний , на фиг. 2 - график изменени напр женного состо ни пластины в процессе нагружени и разгрузки. Способ реализуют следующим образом . . По пластине 1 из исследуемого материала с нанесенными перед опытом на ее поверхности двум меткгини 2, рассто ние между которыми равно о нанос т удар плоским бойком 3, разго н емым, например, на пороховой установке . После опыта с помощью микроскопа измер ют новое рассто ние g между метками 2 и по разности д1 50 определ ют остаточную деформацию f - . Затем по величине деформации % определ ют предел текучести по приведенной формуле. На фиг. 2 сплошной линией показано изменение напр жений (Г в плоское ти пластины, а пунктирной линией изменение напр жений G в перпендикул рном направлении в области одномерной деформации (не затронутой вол нами боковой разгрузки) . .. При прохождении волны нагрузки по образцу напр жени (Sf и Оэ увеличиваютс до максимальных значений . у«лч V. а при последующей разгрузке снижаютс . В момент, когда напр жени Sy. в плоскости пластина снижаютс до нул (точка А на фиг. 2), напр жени GQ равны пределу текучести .jтак что объемна деформаци у равна в этот момент Ц-го-т/ ; где К - модуль Объемной деформации. При последующем снижении упругой объемной деформации до нул возникает деформаци в плоскости пластины о б , котора и определ етс при испытани х по изменению рассто ни между метками на поверхности образца . Эта деформаци св зана с предшествуюадим напр женным состо нием, обобщенным ,законом Гуна: - г - Е где Е - модуль упругости образца, 1 - коэффициент Пуассона. . Данный способ повышает точность определени предела текучести материала , т.к. изменение рассто ни между метками может быть определено весьма точно. Кроме того, данный способ упроща ет методику испытаний, т.к. позвол ет отказатьс от сложной регистрации импульса нагрузки в материале. Формула изобретени i. Способ определени динамического предела текучести металлов при одноосной деформации в плоской волне азгрузки, заключающийс в том,что в образце в виде пластины создают упругопластическую плоскую волну сжати ударом по нему плоским бойком, регистрируют деформацию образца и рассчитывают динамический предел текучести , отличающийс тем, что, с целью повышени точности способа при испытани х тонколистовых материалов, регистрируют остаточную деформацию в плоскости пластины, а предел текучести бт рассчитывают по формуле б .-(Е((-)е где Е - МОДУЛЬ . упругос ти материала образца; - - коэффициент Пуассона. 2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что остаточную дефор мацию в плоскости пластины определ ют по изменению рассто ни между двум метками, нанесенными перед испытанием на плоскость образца. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Орленко Л.П. Поведение материалов при интенсивных динамических нагрузках. М., Машиностроение, 1964, с. 272. .
2.Новиков С.А. и др. Упругоплас-. тические свойства р да металлов при взрывном нагружении. - Физика металлов и материаловедение, 1966, т.21, № 3, с. 452-460 (прототип).