способ контроля механических характеристик материалов
Классы МПК: | G01N3/48 путем получения отпечатков от индентора при приложении к нему ударной нагрузки, например падающего шарика |
Автор(ы): | Поклад Д.В., Жабреев В.С. |
Патентообладатель(и): | Южно-Уральский государственный университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-11-13 публикация патента:
10.07.2001 |
Изобретение относится к способам и средствам контроля механических характеристик материалов, а именно твердости и предела упругости. Изобретение заключается в следующем: производят удар индентором по испытуемому материалу со скоростью vо, измеряют длительность осуществляемого при этом упругопластического деформирования материала, по которой судят о твердости материала, а также определяют максимальное ускорение индентора в фазе внедрения его в испытуемый материал, ускорение индентора в фазе выталкивания его из материала, соответствующее моменту отрыва индентора от материала, и по разности между этими ускорениями судят о пределе упругости материала. Данное изобретение позволяет повысить информативность контроля твердости исследуемого материала за счет определения его предела текучести. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ контроля механических характеристик материалов, заключающийся в том, что производят удар индентором по испытуемому материалу со скоростью V0 и измеряют длительность упругопластического деформирования материала, по которой судят о твердости материала, отличающийся тем, что определяют максимальное ускорение индентора в фазе внедрения его в испытуемый материал, а также ускорение индентора в фазе выталкивания его из материала, соответствующее моменту отрыва индентора от материала, и по разности между этими ускорениями судят о пределе упругости материала.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам и средствам контроля твердости и модуля упругости. Изобретение может использоваться в машиностроении, металлургии, при строительстве и эксплуатации мостов, железных дорог, газопроводов, опор линий электропередач, мобильной техники и др. В настоящее время пластические свойства материалов исследуются при растяжении или сжатии образца специальной формы. При этом строится диаграмма зависимости деформации образца от приложенного усилия. Пластические свойства определяются по характерным участкам зависимости. Для построения указанной зависимости используются тензодатчики и датчики перемещений. Известен способ [1] контроля твердости материала, заключающийся в том, что производят удар бойком по испытуемому материалу, измеряют длительность упругопластического деформирования и длительность восстановления упругих деформаций бойка и испытуемого материала во время их контакта. О твердости судят по отношению длительностей. Также известен способ [2] контроля твердости материала, заключающийся в том, что производят удар индентором по испытуемому материалу со скоростью v0 и измеряют длительность упругопластического деформирования материала, по которой судят о твердости материала. Для повышения информативности путем обеспечения контроля также и шероховатости измеряют время от начала контакта индентора с материалом до момента времени, соответствующего максимальной скорости нарастания силы механического воздействия материала на индентор, определяют произведение 0t0 и сравнивают его с соответствующим произведением для эталонного материала. Однако эти способы не позволяют определять предел упругости материала. В основу изобретения положена техническая задача повышения информативности способа контроля твердости за счет возможности контроля предела упругости. Указанная задача решается тем, что в способе контроля механических характеристик материалов, заключающемся в том, что производят удар индентором по испытуемому материалу со скоростью v0, измеряют длительность упругопластического деформирования материала, по которой судят о твердости материала, согласно изобретению определяют максимальное ускорение индентора в фазе внедрения его в испытуемый материал, а также ускорение индентора в фазе выталкивания его из материала, соответствующее моменту отрыва индентора от материала, и по разности между этими ускорениями судят о пределе упругости материала. Предел упругости материала в соответствии с изложенным определяют из выражения![способ контроля механических характеристик материалов, патент № 2170415](/images/patents/301/2170158/963.gif)
где K - нормирующий коэффициент, определяемый при использовании образца из материала с известным пределом упругости;
aм - максимальное ускорение индентора;
aо - ускорение, соответствующее моменту отрыва индентора от материала. В момент времени, соответствующий максимальному ускорению индентора aм, прекращается пластическая деформация материала и начинается выталкивание индентора за счет упругих свойств материала. В этот момент заканчивается формирование невосстановленного отпечатка. В момент отрыва индентора от материала, которому соответствует ускорение aо, заканчивается действие упругих сил со стороны материала на индентор. В этот момент заканчивается формирование восстановленного отпечатка. Чем больше по величине разность между геометрическими размерами невосстановленного и восстановленного отпечатков, тем выше способность материала к упругому восстановлению своих геометрических характеристик после снятия усилия, тем больше разность aм-aо. Вследствие этого разность aм-aо отражает упругие свойства материала. Нормирующий коэффициент K может быть определен при использовании стального образца, образца из меди или ее сплавов с известным пределом упругости
![способ контроля механических характеристик материалов, патент № 2170415](/images/patents/301/2170158/963.gif)
![способ контроля механических характеристик материалов, патент № 2170415](/images/patents/301/2170158/963.gif)
![способ контроля механических характеристик материалов, патент № 2170415](/images/patents/301/2170001/8226.gif)
![способ контроля механических характеристик материалов, патент № 2170415](/images/patents/301/2170001/8226.gif)
1. 1068768 (СССР). Способ определения твердости материала и устройство для его осуществления. / В.А. Клочко, Е.В. Андреев, Ф.И. Конжуков и Ю.Г. Артемьев, G 01 N 3/48. - Опубл. 1984 г. Бюл. N 3. 2. А.с. 1504484 (СССР). Способ контроля твердости материала. / А.А. Бондаренко, В. Ф. Скороходов и В.С. Жабреев, G 01 B 5/28. - Опубл. 30.08.89. Бюл. N 32.
Класс G01N3/48 путем получения отпечатков от индентора при приложении к нему ударной нагрузки, например падающего шарика