Способ определения модуля упругости конструкционных металлических материалов

(594 С 01 В 17/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯЮТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2зобретения цион альных тем опреде деформации составляющ бам Целью рение фун способа и начальной вызванной налряжени является расшивозможностей ения также и материала,ми внутренних ван маи и испытаниях образцов мат ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свпдетельство СССР1010466, кл. С О 1 В 17/04, 1981.Беляев Н.М. Лабораторные работы по сопротивлению материалов. М.: Гос. изд-во технико-теорет. ли-ры. 1954, с. 92-99.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к способам определения механических свойств материалов, и может быть использовано для определения модуля упругости материала и его начальной деформации при испытании образцов. Цель изобре" тения - расширение функциональных возможностей способа путем определения также и начальной деформации материала, вызванной составляющими внутренних напряжений, что достигается обработкой двух образцов из партии резанием на чистовом режиме, создающем взаимно компенсирукицие дефекты структуры, при котором изменение собтвенной частоты продольных колебаний Изобретение относится к спо определения механических свойс материалов и может быть использ для определения модуля упругос ериала и его начальной деформ после обработки минимально, посленагружения первого образца на испыта" тельной машине с одновременным измерением его деформаций - стабилизирующим отжигом обоях образцов на режиме, при котором изменение собственной частоты после отжига максимально, сравнением температурного коэффицивнта электросопротивления второго образца с константой для данного материала, повторением операций, выполненных над вторым образцом, над последующими образцами дополучения образца с коэффициентом, равным кон-. станте, который принимают эа эталон, измерением при трех температурах собственной частоты продольных колебаний первого образца до отжига и после отжига о собственной частоты образца, принятого за эталон, опреде- С лением по этим данным для температуры испытаний образцов на испыта тельной машине внутренних напряжений и по этим данным с учетом измеренно- шв 1 го значения модуля упругости - . определением начальной деформации материала. Способ позволяет более точно определять запас прочности материала деталей в реальных условиях их эксплуатации.510 15 20 30 35 40 3 )Ф 6Способ осуществляют следующим образом.На двух образцах из партии образцов испытываемого металлического конструкционного материала возбуждают продольные колеабния на собственной частоте, например, с помощью магнитострикционного возбудителя колебаний и измеряют эту частоту. На одном из образцов партии определяют чистовой режим обработки резанием, создающим взаимно компенсирующие дефекты структуры, при котором измененение собственной частоты после обработки минимально, для чего проводят серию испытаний с чистовой обработкой цилиндрической поверхности образца на разных скоростях резания, подачах и глубинах резания и измерением собственной частоты продольных колебаний до и после обработки. На найденном режиме обработки резанием обрабатывают поверхность двух первых образцов. При трех различных температурах возбуждают продольные колебания первого образца на собственной частоте и измеряют эти частоты. Затем первый образец нагружают на испытатель" ной машине последовательно возрастающей нагрузкой с одновременным измерением его деформации и определяют значение модуля упругости материала первого образца как отношение приращения напряжений в образце к приращению деформаций этого образца.На одном из образцов партии, прошедшем обработку резанием на найденном ранее режиме, подбирают для данного материала режим стабилизирующего отжига, при котором не создается новых внутренних напряжений. Для этого проводят серию испытаний с отжигом образца при разных темпера" турах и разной длительности отжига, а за искомый режим принимают такой, при котором изменение собственной частоты продольных колебаний и образца до и после отжига будет максимально при самой низкой из приводящих к такому результату температур отжига. На найденном режиме подвергают отжигу два первых образца. Измеряют температурный коэффициент электросопротивления второго образца одним иэ известных способов, на.пример измерением его сопротивления при двух различных температурых, и с0605 сравнивают полученное значение коэффициента с константой для данногоматериала, определенной ранее для образца без внутренних остаточныхнапряжений, Если эти величины совпадают, то второй образец принимаютза эталон, а если они отличаютсядруг от друга на величину, установленную в качестве допуска.на эталон,то повторяют все операции, выполненные над вторым образцом, над последующими образцами из партии. Зти операции повторяют над каждым образцом до отыскания образца, температурный коэффициент электросопротивления которого будет равен константе, Если во всей партии образцов такой образец не будет обнаружен,то за эталон принимают образец с минимальным значением отклонения этого коэффициента от константы, однако точность определения начальной деформации материала при этом будет соответственно ниже.Вновь измеряют при трех температурах собственную частоту продольных колебаний первого образца изобразца, принятого за эталон, а эатем для температуры испытаний первого образца на испытательной машине, при которых определялось значение модуля упругости материала, рассчитывают составляющие внутренних напряжений.Начальную деформацию материала первого образца рассчитывают как отношение величины суммы внутренних напряжений в образце к измеренному в эксперимеЪте модулю упругости, Измерение собственной частоты коле" баний образцов при трех разных тем" пературах проводят с целью подтверждения линейности зависимости между приращением температуры и приращением собственной частоты, что га. -рантирует достоверность определениявнутренних напряжений.Использование предлагаемого способа позволяет более точно определять запас прочности материала деталей в.реальных условиях их эксплуатации, так как при этом учитываютсяне только рабочие, но и начальные 55деформации материала,ф о р м у л а изобретенияСпособ определения модуля упруг ости конструкционных металлическихматериалов, заключанзцийся в том, что14 Составитель Н.Тимошенко Корректор В.Бутяга Редактор Л,Гратилло Техред Л.Олийнык Заказ 534/50 Тираж 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 образцы из исследуемого материалаподвергают погружению последовательно возрастающей нагрузкой на испытательной машине с одновременным измерением их деформаций и по этим данным определяют модуль упругости материала, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа путемопределения также и начальной деформации материала, вызванной составляющими внутренних напряжений, до нагружения на испытательной машине надвух образцах измеряют собственнуючастоту их продольных колебаний,определяют чистовой режим обработкирезанием, создающий взаимно компенсирукщие дефекты структуры, прикотором изменение собственной частоты после обработки минимально, обрабатывают образцы на этом режиме,измеряют собственную частоту первогообразца при трех различных температурах, после нагружения первого образца на испытательной машине подбират для данного материала режим 60605 6стабилизирующего отжига, не создающий новых внутренних напряжений,при котором изменение частоты после 5отжига максимально подвергают отжи.Фгу оба образца, измеряют температурный коэффициент электросопротивлениявторого образца и сравнивают его сконстантой для данного материала,операции обработки резанием, отжигаи измерения температурного коэффициента электросопротивления повторяют на последующих образцах до получения образца.с коэффициентом, равным константе, который принимают заэталон, измеряют вновь на трех температурах собственную частоту продольных колебаний первого образцаи образца, принятого за эталон, длятемпературы испытаний образцов наиспытательной машине, определяют порезультатам измерения всех собственных частот образцов внутренние напряжения и по этим напряжениям с учетом 25 измеренного значения модуля упругости определяют вызванную им начальнуюдеформацию материала образца.