Устройство для испытания образцов материалов при выдавливании

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоциАлистическРЕСПУБЛИК 9) И) 1 М 3/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ ическийлипов обработАМИ, 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРК АВТОРСКОМУ СВИ 1(56) Норицын И.А. Теорияметаллов давлением. И.:с. 94-96. 24) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЦДАВЛИВАНИИ(57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретенияповышение точности и расширение номенклатуры испытуемых материалов путем обеспечения испытания и упроч.няющихся материалов. В механизм поджатия в виде двух запрессованныхдруг в друга цилиндров 4 и 5 с задан(г - 1) г влениецилиндр конта к4 и ых пов натяг ностях 2(3) 1 аруж(г.1 ным натягом помещают зажим в видечастей 1-3, при этом в рабочей части1 выполнен канал 10, в который помещают контейнер 11 с матрицей 12,пуансоном 13 и образцом 19. Поверхности сопряжения цастей 1-3 расположены параллельно оси внешней конической поверхности 18 зажима. Впромежуточной части 2, дополнительной части 3 и цилиндрах 4 и 5 ВЫГ 1 олнены радиальные отверстия 14, 16 и1 Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания образцов материалов при выдавливании,Цель изобретения - повышение точности и расширение номенклатуры испытуемых материалов путем обеспечения испытания и упрочняющихся материалов. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в сборе; на фиг. 2 - зажим, аксонометрия. Устройство содержит .зажим из трех сопряженных рабочей 1, промежуточной 2 и дополнительной 3 частей сотверстиями в промежуточной и дополнительной частях, цилиндрическиймеханизм поджатия частей 1 - 3 однак другой, выполненный, например, ввиде двух коаксиальных цилиндров 4и 5 с внутренней конической полостью и с коническими поверхностями 6 и 7,внешней конической поверхностью 8цилиндра 5, соответствующей внутренней поверхности 7 цилиндра 4, ивнешней цилиндрической поверхностью9 цилиндра 4, размещенный в выполненном в рабочей части 1 канала 10 контейнер 11, расположенные в контей нере 11 матрицу 12 с пуансоном 13 и расположенное в промежуточной части 2 отверстие (окно) 14 с прозрачным элементом 15, поверхность которого взаимодействует с боковой поверхнос тью матрицы 12 и пуансоном 13. При этом в цилиндрах 4 и 5 выполнено ра диальное отверстие 16. В дополнител ной части 3, выполненной в виде сек тора, также каки рабочая часть 1,выполнено отверстие 17, соосное с отверстиями 16 и 14. Промежуточная часть 2 выполнена в виде плиты.ружные поверхности 18 зажима (на 17, соосные между собой. В отверстии14 размещен прозрачный элемент 15,поверхность которого взаимодействует 1с поверхностью пуансона 13, матрицы12 и образца 19. При выдавливанииобразца 19 через матрицу 12 пуансоном 13 фиксируют через элемент 15деформацию образца 19. За счет поджатия частей, сила которого большераспорйого усилия, образец не затекает между элементом 15 и частямизажима. 2 ил. ные боковые поверхности всех трехчастей 1 - 3) выполнены коническими.Плоскости сопряжения частей 1 - 3зажима установлены параллельно осиа-а конуса поверхности 18.Предварительно в цилиндр 4 по поверхности 7 запрессовывают поверхностью 8 цилиндр 5 с натягом д, который как и другие натяги д ., рассчитывают следующим образом.Исходными данными являются:г - относительный радиус поверхности, на который приложено давлениев цилиндрах 4 и 5, 1 = 0,1,21,Я, - допустимое напряжение навнутренней поверхности 1-го слоя,Е - модуль упругости;Р; - давление внутреннее или отнатяга на рассматриваемой поверхности в цилиндрах;г - относительный радиус поверх 3ности, в точках которой определяетсянапряжение,Нормальные тангенциальные напряжения под действием внутреннего давления, приложенного на рассматриваемойповерхности, равны ормальные тангенциальные напряженият действия внешнего давления равны5Подставляя значения из (3) в (1) и (2), находим выражение для определения нормальных тангенциальных напряжений от натяга: 1589124 навливают устройство на плите преСса(не показаны) и воздействуют на пуансон 13 вотрой плитой.(5)Пользуясь Формулами (4) и (5) для точек, расположенных на внутренних поверхностях цилиндров, т.е. при- 0,1,2 находим нормальные тангенциальные напряжения от предварительных натягов и приложенного внутреннего давления. Сумму этих напряжений приравниваем к допустимому напряжению на растяжение для материала рассматриваемого цилиндраВ результате получим систему линейных уравнений, решая их,найдем величину натягов - д,.1 После определения натягов д не обходимо, пользуясь Формулой (3), найти давление Р, на контактных поверхностях, а по формулам (1), (4) и (5) - распределения нормальных тангенциальных напряжений 6 ;В результате строим эпюры распре" деления нормальных тангенциальных + напряжений.Внутреннее давление определяем по значениям бокового распора образца 19 при испытаниях (обычно равна усИ- лию испытания), Значения нормальных тангенциальных напряжений позволяют также определять предельные условия. испытания образца 19.Устройство работает следующим образом.Образец 19 помещают в матрицу 12 под пуансон 13 и все вместе в контейнер 11Контейнер 11 устанавливают в канал 10 рабочей части 1 зажима и собирают зажим так, цтобы прозрачный элемент 15 контактировал с поверхностями матрицы 12, пуансона 13 и образца 19 с координатной сеткой. После этого запрессовывают зажим в цилиндры 4 и 5 поверхностью 18 по поверхности 6 с рассчитанным натягом д; так, что ось канала совпадает с осью отверстия 17 и окна 14, Уста 5Перед смотровым окном 14 устанавливают кино- и фотоаппаратуру дляфиксирования кинематически теченияобразца 19 испытуемого материала по 10 сетке. Затем осуществляют пуансоном13 поэтапное или конечное нагружение(деформирование) образца 19, Послеокончания формообразования выпрессовывают зажим, отделяют контейнер 11и вынимают образец 19 из полостиштампа. За счет наблюдения за процессом деформирования и исключения деформации образца 19 после выдавливания легко определяется вид и Форма 20 истечение образца, скорость и изменение скорости Формоизменения по координатной сетке. За счет обеспеченияусилия натяга большего, цем величинараспора от выдавливаемого образца, 25 элемент 15 не отжимают от поверхности образца 19 и напряженное состояниеобразца 19 не изменяется. Все это повышает точность испытания. Обеспечение указанного натяга при величинах ЗО усилий, сравнимых с пределом текучести высокопрочных материалов, позволяет испытывать не только низкопрочные пластичные материалы типасвинца, но и упрочняющиеся материалы,вплоть до углеродистых сталей.Формула изобретенияУстройство для испытания образцов 40 материалов при выдавливании, содержащее зажим из трех сопряженных рабочей, промежуточной и дополнительнойчастей с отверстиями в промежуточнойи дополнительной частях, механизм 45 поджатия этих частей одна к другой,размещенные в зажиме матрицу с пуансоном и прозрачный элемент, о т л иц а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и расширения но менклатуры испытуемых материалов путем обеспечения испытания и упроцняющих материалов, механизм поджатия выполнен цилиндрическим с внутренней конической полостью и сквозным радиальным отверстием, в промежуточной и дополнительной частях отверстия выполнены соосными с радиальным отверстием в механизме поджатия,прозрачный элемент расположен в от1589124 ицкий оставитель Г.Роехред Л,Сердюкоее е е ата ае Малец тор А.Реви ре т ат тж 500 Заказ 25 Подписное при ГКНТ СССР ВНИИПИ Госуфа твенного комитета по иэоб 113035, Москва, Ж, Ра тениям и открыти ская наб д. 4/ ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага роиэводствен 101,7вЕрстии промежуточной части зажима, наружная поверхность зажима выполнена конической, поверхности сопряжения частей зажима параллельны оси ко-,нуса наружной поверхности, а устройство снабжено установленным в рабочей части зажима контейнером, в котором размещены матрица с пуансоном.5