Образец для механических испытаний материалов на изгиб

(19 й 3/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ЫТИ Изобретение относится к испытатель- . части 1 и расположенную между ними рабоной технике, а именно к образцам для меха- чую часть 2, которая образована симметричнических испытаний материалов на изгиб. ными относительно оси образца кривыми сЦель изобретения - повышение точно-радиусом В кривизны.сти при испытаниях пружинных материалов. При этом минимальную толщину т сечес сечением менее 0,05 мм в условияхкак ния рабочей части 2 образца выбирают из статического, так и переменного нагруже- соотношенияния.0,9 х 102 т/В1,7 х 10 2,На фиг. 1 изображена схема испытаний Испытания осуществляют следующим образца в условиях переменного нагруже- образом.ния; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;.на Образец закрепляют одной из эахватфиг. 3 - зависимость между деформацией ныхчастей 1 в зажиме 3, в свободной захватезди относительной погрешностьюи пара- .ной части 1 которого устанавливают метром МВ. указатель 4 деформации, После этого при Обраэец для механических испытаний кладывают к свободной захватной части 1 . материалов на изгиб содержит захватные . образца изгибающие усилия и испытывают1;(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗГИБ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано длямеханических испытаний материалов на изгиб. Цель изобретения - повышение точности. Образец для механических испытанийматериалов на изгиб содержит захватныечасти и рабочую часть минимальной толщины 1, образованную симметричными относительно оси образца кривыми с радиусом й кривизны, Минимальную толщину т сечения рабочей части образца выбирают из соотношения0,9 х 10 2т/В1,7 х 10,Образец закрепляют одной из захватных частей в зажиме, а к свободной захватной части прикладывают изгибающее усилие и испытывают образец в условйях переменного нагружения, При этом деформация сосредоточивается в минимальном сечении . рабочей части, т, к. последняя ограничена симметричными относительно оси образца кривыми. Последнее обеспечивает повыаение точности при испытаниях пружинного материала с сечением менее 0,05 мм в условиях как статического, так и переменного нагружения эа счет локализации деформации в минимальном сечении.3 ил., 1 табл.1714424 образец в условиях переменного нагружения, определяя величину деформации по указателю 4. Поскольку образец в рабочем сечении ограничен до минимальной толщины с симметричными кривыми, то при 5 испытании изгибом на.угол трдеформация сосредоточивается в минимальном сечении рабочей части 2.Особенностью механических испытаний является требование установления вза имосвязи деформаций и напряжения. Для обеспечения этого требования кривые выполняются симметрично по радиусу й, что позволяет вывести определенную зависимость возникающей в рабочем се чении относительной деформации е от задаваемого углового изгиба р Адост 4 сз 1 осс Еост 3 тг 1 Гост й 11) 20 -т0,142 т )3) Зл 605105 й Я Задаваясь необходимой величиной задаваемой деформации гзд и допускаемой5 .погрешностью д, можно установить по графику (фиг. 3) диапазон параметра 1/й, впределах которого обеспечивается корректная постановка испытаний. Принимаяво внимание, что разброс остаточной де 0 формации составляет не менее +8,5% идопуская погрешность измерения 1/5 отразброса, получают, что относительная погрешность составляет д =0,017=1,7.Таким образом, соотношение основныхконструктивных параметров предлагаемогообразца должно удовлетворять условию09 х 10-2 т/Я (1 7 х 10-2В таблице приведены результаты испытания образцов по гад и,д в зависимости отпараметра й/й,Как видно из таблицы, примеры 1 - 3дают достаточную точность испытания(д=1,3-2) при необходимом уровне задаваемой .деформации (ярд =0,7-0,96).Пример 4 дает наибольшую точность испы,тания (д =1,1, но при этом язд =0,6, чтонедостаточно для достижения напряжения,соответствующего предела упругости. Примеры 5 и 6 (известный) дают наименьшуюточность испытания, д =2,1 (пример 5) ид =3 (известный).Образец может быть использован дляиспытания на изгиб в условиях как статического, так и переменного нагружения с определением предела упругости, упругогопоследействия и релаксационной стойкости.Испытания могут проводиться на приборах консольного нагружения с точностью замера задаваемого углового изгиба 40 где Ьтр- абсолютная погрешность;. д тр - относительная погрешность.Принимая Ъд =10 о=0,175 рад, получают из зависимостд (1) Погрешность метода определяется относительной погрешностью измерения остаточной деформации д55 Особенностью образца является параметр т/й, величина которого определяет диапазон рабочих напряжений, вызываемых задаваемой деформацией язд Параметр 2 т/й устанавливается, исходя из двух условий: задания необходимой деформации еэд и обеспечения достаточной точности испытаний, Задаваемая деформация езд должна быть достаточна для достижения 3 напряжения, соответствующего пределу упругости, т. е, составлять около 0,7. Это: условие должно быть обеспечено при задаваемом угловом изгибе тр. Допуская точд ность задания углового изгиба 0,1 о и 3 полагая, что погрешность должна составлять не более 1, устанавливают, что искомый угловой изгиб должен составлять не менееу- " = =10,0,1Ь состВостгде аост - допуск на остаточную деформацию, принимаемый 0,0057,; Ь Вост - погрешность в измерении остаточной деформации.Из зависимости (1) следует 4Еост ЬфостЗл й.згде Ласт-остаточный угловой изгиб, который определяется по остаточному прогибу на определенной длине(фиг. 1, точка С).Если принять .=60 мм, так как большая длина как по конструктивным, так и по прочностным соображениям исключается, то получают(5) Ьрзад0,1 и точностью замера остаточного углового изгиба Ь уъст0,001. Образец испытывается ца лабораторном приборе РВП, система нагружения которого обеспечивает точность задания углового из- . 5гиба 0,10, а система измерения отсчет деформации с точностью 1 мкм, что позволяетпроизводить замер. остаточного угловогоизгиба с точностью 0,001. Методика определения предела упруго.- сти заключается в следующем. Из формулы (1) следует, что 3 югг 4 й тогда Ьт- Ьр .=Ье 1. Зл гГ 4 йНа основании формул (1) и (5) состввля ется программа испытания, предусматрива-.ющая, снятие величины остаточной деформации при пяти уровнях задаваемо-го напряжения (0,6 - О;8-0,9 - 1,0-1,1) отпредполагаемого предела упругости, Рвс считываются значения углового изгиба р соответствующие заданному напряжению по формуле (1), Образец устанавливается в захват таким образом, чтобы центр перемычки совпал с контрольным конусом. 30 Предварительно захват настроен на указанное положение образца, С помощью микрометрического винта положение указателя образца фиксируется в оптической, системе, Задается первая ступень напря жения путем поворота изгибающей платформы и после выдержки 3-4 с.образец . разгружается, После выдержки в течение 1 мин для исключения упругого последействия перемещением микрометрического 40 винта снимается первое показание остаточной деформации. Указанная операция повторяется для всех последующих уровней напряжений и снимаются соответствующие значения остаточной деформации. 45 Полученные экспериментальные данные наносятся на график в координатах напряжения- деформация и соединяются плавной кривой, .которая представляет кривую пластического последействия. Затем графи чески определяются пределы упругости, со-. ответствующие остаточным деформациям 0,001, 0,002, 0,005.С целью установления статических показателей точности и естественного разбро са определяемых величин проводят . испытания десяти образцов из сплава 4 ОКХНМИ. Технологический процесс изготовления образцов заключается в следующем. При изготовлении перемычки после предварительной термообработки. при 500 С в течение 4 ч проводят операции фрезерования, шлифования, снятия заусенцев, замера толщины перемычки. Затем образец подвергается термообработке при 150= 180 С втечение 4 ч.Испытания показали, что среднее квадратичное отклонение составляет по пределу упругости ф,оог+1,817 ь, йо пределу упругости сцо 5 +1,5;. Установлено заметное снижение предела упругости на тончайших материалах фа,оо 2 =1650 МПа) по сравнению с ленточным материалом (ацю 2 = =1950 МПа).Упругое последействие материала перемычек значительно выше по сравнению с лентой(1,1 - 1,3 х 10;(, против 0,15- 0,25 х 10 ). Материал в перемычках имеет значительно меньшую релаксационную стойкость по сравнению с лентой. При комнатной температуре и начальном напряжении 1020 МПа релаксация составляет 7,Таким образом, выбор минимальной толщины сечения рабочей части образца из соотношения0,9 х 1021/й1,7 х 102при выполнении рабочей части симметричными относительно оси образца кривизны с радиусом й кривизны обеспечивает,повышение точности при испытаниях пружинного материала с сечением менее 0,05 мм в условиях как статического, так и переменного нагружения за счет локализации деформации всечении с минимальной толщиной Формула изобретения Образец для механических испытаний материалов на изгиб, содержащий захватные части и рабочую часть, образованную симметричными относительно оси образца кривыми с радиусом кривизны й, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при испытаниях пружинных материалов с сечением менее 0,05 мм в условиях как статического, так и переменного нагружения, минимальную толщину 1 сечения рабочей части образца выбирают из .соотношения0;9 х 10 2т/й1,7 х 10 2.1714424 24 И 28 И. Шулла е Заказ 685Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101Ф 4: Состав Техред ль Э. КарпиловскаяМоргентал Корректор. Л. Патай