Устройство для изучения напряженно-деформированного состояния при прессовании профилей

(Я) С 01 Ы 21 ИЭ ЕЛЬСТВУ и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3322034/18-25 (22) 03.07,81 (4 б) 07.11.83, Бюл. 9 41(72) И, Н. Потапов, С Г. Кравченко, А.В.Котелкин и В.А.Белевитин (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (53) 535,24(088,8) (56) 1. Дель Г.Д., Новиков И.А. Мефно.тод делительных сеток, М., Машино строение, 1979, с. 144 е2, Полухин П.И., Воронцов В.ККудрин А.Б Чиченев Н.А. Деформации .и напряжения при обработке металлов давлением. М Металлург я, 1974 с, 33 б (прототип)(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ НАПРЯ)ЯННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ПРЕССОВАНИИ ПРОФИЛЕЙ, вклю:чающее контрольную решетку-свидетель о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений параметров .напряженно-деформированно .го состояния, решетка-свидетель отделена от исследуемой плоскости об,разца жесткой, отшлифованной со сто.роны образца стенкой; имеющей толщину в предепределах 0,2-0,4 толщины образ. ца и выполненной из прозрачного ор" ганичвского материала.Изобретение относится к исследованиям и испытаниям твердых материалов,в частности к исследованию процессапресдонания проФилей.Известно устройство для излучения, напряженно-двформированного состояния (ЙДС), основанное на методе коор-динатных (двлительных) сеток (1).Недостатком устройства янляется фФиксирование искажений меток (узлов,эллипсов, точек, рисок) н определенном, конечном сечении при прессонанииобразцов н фиксированный момент нремвнив то время как значительныйинтерес представляет изучение НДС поснятию инФормации от начала протека- "5ния процесса деформирования (прессования) до определенной, конечной,наперед заданной стадии в установившемся либо нвустановиншемся процессе.Наиболее близким по технической 29сущности к предлагаемому являетсяустройство для. изучения надряженнодеФормированного состояния при прес-.сонании профилей, включаюцее контрольную решетку-снидетель. Хонтрольная решетка-свидетель с шагом, выби-,раемым, как .пранило, равным шагу сетки, нанесенной на образце сонмецается с деформированной сеткой исследуемой плоскости образца после постадий-ЗОного заторможенного и очаге деформации прессования, Воэникаюцие приэтом муаровые полосы регистрируюткино- либо Фотоаппаратурой,121,Недостатком устройства являетсявозможность изучения компонент НДС только в конечной фиксированной стадии процесса,н то время, когда после снятиянагрузки неизбежно происходит упру-гое последейстние образца, что сни"жает точность измерения напряженно-,деформиронанного состояния, нв поз- .ноляет производить съемку муаровыхполос непосредственно в процессе деФормации, Усилия, требующиеся длядеформиронания образцов из тугоплавких металлов, достаточно велики инесмотря на возможно малые подачидеформирующегося инструмента (шагдеФормации) рабочий инструмент обладает некоторой инерционностью, сни" 5жаюцей точность измерения НДС н процессе прессонания.Цель изобретения - повышение точности измерения парамвтрон напряженно-деформированного состояния. 55Укаэанная цель достигается тем,что н устройстве для изучения напряженно-деформиронанного состояния,включающем контрольную решетку"свидетель, последняя отделена от исследуе мой плоскости образца жесткой, отшлифованной со стороны образца стенкойимеющей толщину в пределах 0,2-0,4толщины, образца и выполненной иэ прозрачного органического материала. 65 На чвртвжв изображено предла:аемое уссройствоУстройство включает профильслужащий контейнером для образцов,жестко закрепленный на столе 2 пресса н контакте с дроэрачной жесткойстенкой 3, место сочленения с образцом которой шлифуется до чистоты поверхности по 8-11 классу точности.Жесткая стенка 3 крепится к стойкам4 пресса,на верхнюю транерсу 5 прессакрепится инструмент б длядеформиронания образца 7 с нанесенной на плоскость, обращенную к жесткой стенке,координатной сеткой, При этом н качестве инструмента может быть использован пуансон, игла, игла с экспандирующим наконечником, прошивнойинструмент, ныполненные н поперечйомсечении в виде полуцилиндрон, дарал"лелепипедон и т.д. Внутри контейнера на столе пресса установлена матрица 8, Со стороны наблюдателя кжесткой стенке 3 плотно, без заэоронкрепится прозрачная контрольная решетка-свидетель 9, которая можетбыть представлена фотопластинкой исходной координатной сетки, нанесенной на образец, сеткой, нанесеннойнепосредственно на жесткую стенку Э,и т,д, Со стороны наблюдателя устанавливается киноаппаратура, Фиксирующая возникновение муаровых полоспо высоте образца от начала процесса прессования до какой-либо конечной его стадии, С боковых торцовжесткой стенки 3 размещены источни-ки 10 светаУстройство работает следуюшим образом,Образец для исследования с предварительно нанесенной на исследуемую диаметральную плоскость коорди"наткой сеткой с постоянным шагом по"мещают н контейнер 1 и инструментом6, закрепленным н траверсе 5, начинают вго деформировать (прессованиесплошных прутков, .труб, прошивкаслитка, экспандирование полой заготовки) При этом нозникающие непос-.рвдстненно в процессе прессованиямуаровые полосы от наложения деформированной (на образце) и недеформированной (на решетке-снидетеле 9)сетки Фиксируются киноаппаратурой.Четкость иэображения достигаетсяприменением аморфной прозрачной жесткой стенки 3, закрепленной .на. стойках 4 пресса, которая просвечивает"ся с боковых торцов источниками 10света. При моделировании пройивкисплошных слитков матрица 8 отсутствует.Предлагаемое устройство позволяет проводить анализ информации поданным образующихся н процессе 1 дефор,мации исследуемого образца муаровыхполос непосредственно в процессе1052949 Составитель С,БочинскнйРедактор С.Юско Техред Л.Микеш Корректор Г.Решетник Заказ 8859/39 Тираж 863 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент, г,ужгород, ул,Проектная, 4 прессования, прошивки либо экспанди"рования. Это происходит вследствиеналожения координатной сетки, нане"сенной на решетку-свидетель, и искаженной координатной сетки на иссле"дуемой плоскости образца, для чегорешетка-свидетель неподвижно крепит"ся со стороны наблюдателя, причемее размеры выбираются таким образом,чтобы она совпадала с плоскостью .образца до необходимого этапа его прес"сования (в основном до стадии уста"новившегося процесса). Для исключе"ния дискретности снятия информациицелесообразно возникающую картинумуаровых полос фиксировать киноаппаратурой, размещенной со стороны на"блюдателя, либо фотоаппаратурой дляполучения картины искажений в какихлибо наперед заданных точках в про ..цессе пресоования,Для получения высококачественной муаровой картины решетка-свидетель отделена от исследуемой плоскости образца жесткой стенкой, выполненной из прозрачного органического материала, способного выдерживать радиальные нагрузки при деформации и, кроме того, обладающего высокими значениями модуля упругости и оптической чувствительностью, в то Время как лучепреломление в таких материалах незначительно. Выбор интервала толщины стенкиопределяется следующими соображенияМиеПри повьшюнии толщины жесткой,.л /Ъстенки) 0,4 озр оптическая чув.5 ствительнрсть материала стенки сни"жается, соответственно, и контрастность изображения деформируемой координатной сетки падает, что снижаети точность исследования НДС. При сни-0 женин толщины жесткой стенки ст 0,2 Гдр1 вследстэив возникающих радиальныхдеформаций со стороны образца про,исходит также и деформация стенки,что вносит погрешность в регистрацию,муарового эФфекта, снижает, точностьизмерения НДС при прессовании.Предлагаемое изобретение позволяет на базе Муарового эфФекта рассчитать основные компоненты напряженнодеформированного состояния процессовпрессования прутков, прошивки слитков, экспандирования полойзаготовки, в зависимости от геометрическихпараметров инструмента (игл, экспандирующих наконечников, матриц), величины зазора между образцом и контейнером и т,д. непосредственно впроцессе прессования.Таким образом, изобретение позволяет повысить точность измерения30 компонент напряженно-деформированно,го состояния при прессовании профилей,