способ определения характеристики материала

Формула изобретения

Способ определения характеристики материала, определяющей диаграмму сдвига, включающий пластическое кручение цилиндрического образца сплошного сечения, отличающийся тем, что дополнительно используют второй образец, одинаковой расчетной длины с первым, и диаметром d₂, причем d ₂ 0,9d₁, где d₁ - диаметр первого образца, а касательное напряжение для сдвига при кручении образцов разного диаметра определяют расчетом по формуле

где M₁, M₂ - крутящие моменты на образцах соответственно диаметром d ₁, d₂.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов и может применятся в машиностроении, авиастроении, судостроении и др. для изучения сопротивления материалов пластическому деформированию.

Известен способ [1] определения характеристики материала, определяющей диаграмму сдвига в координатах "касательное напряжение ( ) - сдвиг ( )", включающей пластическое кручение цилиндрического образца сплошного сечения. Основным недостатком данного способа является невысокая точность получения указанной диаграммы из-за приближенного графического способа дифференцирования опытной диаграммы кручения М=М( ), где М - крутящий момент.

Изобретение направлено на повышение точности определения диаграммы сдвига = ( ).

Это достигается тем, что дополнительно используют второй образец, одинаковой расчетной длины с первым и диаметром d₂, причем d₂ 0,9d₁, где d_{1 -} диаметр первого образца, а касательное напряжение для сдвига при кручении образцов разного диаметра определяют расчетом по формуле

где М₁, М₂ - крутящие моменты на образцах соответственно диаметром

d₁, d₂.

На фиг.1 представлен эскиз образца; на фиг.2 - диаграмма кручения.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Для испытаний используют дополнительно изготовленный согласно ГОСТ 3565 второй образец расчетной длины с первым l и диаметром d₂, причем d₂ 0,9d₁, где d₁ - диаметр первого образца (см. фиг.1). Оба образца поочередно устанавливают в захваты крутильной машины и пластически закручивают их, фиксируя при этом одновременно крутящий момент М (по силомеру) и абсолютный угол поворота (град.) головок образца относительно друг друга по лимбу для измерения угловых перемещений.

По полученным опытным данным строят диаграммы кручения, определив предварительно сдвиг на срединной поверхности "условной" трубки с диаметрами d₁ и d₂ по формуле

На фиг.2 представлены диаграммы кручения: 1 - М ₁=М₁( ); 2 - М₂=М₂ ( ). Далее по этим диаграммам для соответствующей деформации определяют касательное напряжение в поперечном сечении "условной" трубки с площадью поперечного сечения F _ср= (d₁ ²-d ₂ ²)/4 по соотношению

Диаграмма сдвига строится по рассчитанным значениям касательного напряжения и сдвига .

Таким образом, предлагаемый способ построения диаграммы сдвига является более точным по сравнению со способом аналога, т.к. при оценке касательного напряжения рассматривается тонкостенная "условная" трубка, в поперечном сечении которой можно с высокой точностью считать касательные напряжения постоянными.

Рекомендуется данный способ применять при определении характеристик сопротивления материалов пластическому деформированию, необходимых для проектирования техпроцессов обработки металлов давлением в различных отраслях машиностроения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. ГОСТ 3565 - Металлы. Метод испытаний на кручение. М., 1980 (прототип).