способ определения прочности металлов на растяжение
Классы МПК: | G01N3/08 путем приложения растягивающих или сжимающих статических нагрузок |
Автор(ы): | Карпов Л.П., Панаско В.Я. |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие Комбинат "Электрохимприбор" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-07-25 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при расчетах на прочность деталей машин. Способ определения прочности металлов на растяжение заключается в изготовлении образцов, испытании их на растяжение с фиксацией величины нагрузки в процессе испытаний и определении по результатам испытаний их прочности на растяжение. После нагружения до максимальной нагрузки испытуемый образец разгружают, измеряют остаточные размеры сечения и определяют его площадь, рассчитывают прочность
м делением максимальной нагрузки на остаточную площадь сечения после разгрузки. Для прогнозирования прироста прочности 
м определяют линейное уравнение зависимости 
м от временного сопротивления
в, для чего испытывают серию образцов с различным уровнем прочности в заданном диапазоне ее значений. Данное изобретение позволяет обеспечить испытание прочности на растяжение с учетом фактической площади сечения рабочей части образца в момент, соответствующий его максимальной нагрузке. 1 ил., 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3






Формула изобретения
Способ определения прочности металлов на растяжение, включающий изготовление образцов, нагружение для растяжения с фиксацией величины нагрузки в процессе испытания, расчет площади сечения рабочей части образца, расчет прочности, отличающийся тем, что после нагружения до максимальной нагрузки образец разгружают, измеряют остаточные размеры сечения и определяют его площадь, рассчитывают прочность





Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при испытании металлов на прочность, при расчетах прочности деталей машин, оценке прочностных характеристик металлов при их исследовании и разработке новых сплавов. Известны способы испытания металлов с разгрузкой при нагружении, например при определении предела упругости, условного предела текучести по ГОСТ 1497-84 "Методы испытаний на растяжение". Известны способы определения прочности металлов с учетом деформации сечения разрушения, например определение приведенного напряжения с учетом относительного сужения разрушенного образца (журнал "МИТОМ", 1984, 12, с.21-22). ГОСТ 1497-61 предусматривал определение истинного напряжения с учетом сечения шейки разрушенного образца, однако этот показатель прочности не нашел практического применения. Практически все применяемые способы определения прочностных характеристик, кроме определения приведенного напряжения, основаны на соотношении нагрузки к площади сечения образца до испытания (нагружения). При этом не учитывается уменьшение площади сечения в зоне нагружения и, соответственно, изменение напряженного состояния. Практический интерес представляют напряжения в момент, предшествующий потере пластической устойчивости нагружаемого металла (начало спада диаграммы растяжения "нагрузка-деформация"). За ближайший аналог взят способ определения временного сопротивления (

где Fо - площадь сечения рабочей части образца до испытания (нагружения). Недостатки ближайшего аналога: не учитывается прирост напряжения за счет уменьшения сечения рабочей части образца по достижении Рmax. Задача изобретения: обеспечить испытание прочности с учетом фактической площади сечения образца в момент, соответствующий Рmax. Поставленная задача решается путем изготовления образца, измерения размеров по сечению предполагаемого разрушения с расчетом площади сечения, нагружения до максимальной нагрузки растяжения с ее фиксацией, нагружения до разрушения, расчета прочности делением максимальной нагрузки на площадь сечения образца. При этом после нагружения до максимальной нагрузки образец разгружают, измеряют остаточные размеры сечения и определяют его площадь, рассчитывают прочность с разгрузкой делением Рmax на остаточную площадь сечения после разгрузки. Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т. е. соответствии представленного в настоящей заявке способа критерию "новизна". Сопоставленный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "изобретательский уровень". Для реализации способа выполняют операции. 1. Изготавливают образцы для испытания на растяжение, измеряют размеры сечения рабочей части, рассчитывают площадь F0 . 2. Нагружают каждый образец до Рmax. 3. Разгружают образец. 4. Измеряют размеры сечения на его расчетной длине. 5. Рассчитывают прочность с разгрузкой











где значения прочности взяты в кгс/мм2. Коэффициент парной корреляции равен 0,974, т.е. наблюдается тесная корреляционная связь. На образцах стали 20 дополнительно определили пластические характеристики при испытании с разгрузкой и дополнительным (повторным) нагружением и без разгрузки, т.е. по ГОСТ 1497-84, - табл.2. Повторное нагружение не существенно снижает пластические характеристики при неизменной прочности. Технический результат предлагаемого способа заключается в возможности определять фактические напряжения, выдерживаемые металлом непосредственно перед потерей пластической устойчивости. При автоматизации измерения размеров сечения растягиваемого образца возможна автоматизация определения



Класс G01N3/08 путем приложения растягивающих или сжимающих статических нагрузок