Способ определения характеристики неупругости материалов при циклическом деформировании

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 1) ч С О 1 И 3/3 ИЯ АНИЕ ИЗОБРЕТ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юл, В 39роблем прочно ский С.Ча" в и Б. ико ,8).Изследване онен хистерез натиск): Авто учен, степени я, ВИСИ машин пститут "В.И а явлес приеф.канд,о-электенин" АКТЕРИСТИИ 1 КЛИ 4) СП НЕУПРСКОМ ванию А материал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт пАН УССР(56) Иванов И.Пнието деАормацицикличен опьн (дис, на соиск.техн, наук. СоАиротехнический и1978, 30 с. СОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРУГОСТИ ИАТЕРИАЛА ПР 1 И ДЕФОРМИРОВАНИИбретение относится к исследозико-механических свойств ов, а именно к способам опреИзобретение относится к областиисследования Аизико-механическихсвойств материалон, а именно к способам определения характеристики неупругости материалов,ель изобретения - повышение точности за счет распространения областиспользования способа на материалыс малым относительным рассеянием энегии при малых амплитудах деАормации.На чертеже показаны граАики изменения во времени напряжения С (с) ипродольных деАормаций Е,(с) и Е (с) вточках 1 и 2 на поверхности образца,имеющих различные амплитуды деАормаций ( Е и Е ), а также значения с деления характеристики неупругости материалов, и позволяет повысить точность за счет распространения областииспользования способа на материалы смалым относительным рассеянием энергии при малых амплитудах деАормации.На образец из исследуемого материалав каких-либо двух точках его поверхности прикрепляют датчики, регистрирующие деформацию одного направления,например продольную, подвергают образец циклическому гармоническому деформированию в условиях линейного напряженного состояния, возбуждая его продольные или изгибные колебания, измеряют величину деАормации в одной източек в момент времени, когда величина деАормации в другой из точекпринимает нулевое значение, и по еевеличине определяют искомую характеристику материала. 1 ил. идеформации 1(с) в моменты времени, когда соответственно напряжение 6 (с) = О и деформация Е, (с) = О.Способ осуществляют следующим образом.На образец из исследуемого материала в каких-либо двух точках (1 и 2) его поверхности с различным уровнем продольной деформации прикрепляют какие-либо датчики продольной деформации, например приклеивают проволочные или Аольговые тенэорезистпры, и подвергают образец циклическому гармоническому деформированию в условиях линейного напряженного состояния, например с помощью электромагнита возбуж(4) азот его продольные или изгибные колебания, Снимаемые с датчиков продольной деАормации электрические сигналы Е(г), Г (г) усиливают, определяют отношение амплитуд деформаций Ео,и о, теЖ = о/Ро, подают сигналы на измерительное устройство, измеряют величину , продольной деформации Е 1(г.) в момент времени, когда другая деформация Е (с) принимает нулевое значение, и по величине , судят о характеристике неупругости материала. При этом в случае степенной зависимости искомой характеристики неупругости материалов от амплитуды деформации величину деформации,измеряют при каких-либо двух Фиксируемых значениях ее амплитуды Ед где 1 1,2.ИВ качестве характеристики неупругости материала используют относительное рассеяние, энергии 25 где ЬЯ - необратимо рассеянная энергия в единице объема мате" риала за цикл его деформирования с амплитудой деформации Яр (амплитудой напряжения 8 ),У - удельная энергия упругойдеформации материала Относительное рассеяние энергии, соответствующее амплитуде продольной деФормации, вычисляют по формуле2"40(1 э о11 п у-где и = -- ,Ь. - 1(3)1 аВ общем случае зависимости характеристики неупругости материала от амплитуды деформации измеряют величину деформации 8,при в АиксированныхФ(э) 50значениях ее амплитуд Ео,где 3" 1 2ш, составляют систему уравне" ний из которой определяют значение коэфФициентов а , и записывают искомуюзависимость относительного рассеяния энергии (1) от амплитуды продольной деАормации Ео, в видеф (е) =2 (5) Зависимости (2) и (5) получены следующим образом, За основу взят известный эАФект наличия сдвига Ааз между сигналами напряжения и деАормациири циклическом деАормировании материала. Предполагая зависимость величины этого сдвига от уровня амплитуды деАормации, можно для случая синусоидального закона изменения во времени напряжения растяжения-сжатия 6 =зпюс (где д- амплитуда напряжения, оз - угловая частота, с - время) записать изменение продольных деформаций Е (с) и Е (с) в окрестности каких-либо двух точек 1 и 2 на поверхности образца с различным уровнем амплитуд деАормаций ( о и Е ) в виде= о з п (ы+ Ф, ) (7)Е =Я з 1.п (ш а + - ), (8) где " Г - углы сдвига. Фаз между сигналами напряжения и деформации в окрестности соответственно точек 1 и 2на поверхности образца, определяющие значение характеристики неупругости материала (относительное рассеяние энергии Ф ) для соответствующих уровней амплитуды деформации( Еи Ео): 1 ф (Ео) = 2 я зЫ Г 12 lГ (9)Ч = 9 (Ец) = 2 Гвпг" 2 ер тогда регистрируемая величинаодной деАормации, например Е (С), в момент времени, когда. другая деформация Е (г) принимает нулевое значение, будет связана со значениями характеристики неупругости материала Ч,и Ф (см.Аормулы (9 следующим образом:й = ,рп (г- г,) З Е;,(Рд;, )5 Ц(Е, а Ео, (14) Здесь и " 1 с - 1,30 5 15168В случае степенной зависимости регистрируемой величины Р от амплитуды одной из деформаций, например д( р5(со,) = а о, ) (11) где параметр 1 и коэффициент а вы (,пт числяются через значения ,для двух фиксируемых значений амплитуды 10( 1) ( пзависимость искомой характеристики неупругости материала Ч от амплиту ды деформации Е, определится выражени- ем 25а = 2- --(15)Как видно, для значений амплитуддеформации Ео, равных Е где =1,2,са)выражение (14) с учетом (15), (13)н (11) примет вид формулы (2),В общем случае зависимость деформации, от амплитуды деформации при эаданном отношении Ж можно представить в виде полинома коэффициенты а, которого определяются из системы уравнений (4), Имеязначения а где д = 1,2 ш, зависимость искомой характеристики неупругости материала ч" от амплитудыдеформации Е,определится полиномом (5) степени,ш,Формула изобретенияСпособ определения характеристикинеупругости материала при циклическом деформировании, заключающийся втом, что, образец материала подвергают циклическому гармоническому деформированию и регистрируют величины двух различных деформаций на егоповерхности, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности,величины деформаций регистрируютв одном направлении в точках, соответствующих разным амплитудам дефор 1маций, величину депормации в однойиз точек регистрируют в момент времени, когда величина деформации вдругой из точек принимает нулевоезначение, и по ее величине определяютискомую характеристику материала.