Способ испытания трубчатых образцов

(51) ЕНИЯ Гн ежа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Ахмедов А.Ф.Основы теорий и расчета процессов Формообразования деталей приборов одинарной и осесимметричной двойной кривизны, Диссертацияд-ра тех.наук., Казань, КАИ, 1976,с.468,(57) Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть и;.пользовано для определения механичгских свойств цилиндрических трубчатых образцов. Целью изобретения являетсяповьппение точности при определениипредельной степени одноосного Формоизменения. Трубчатый образец 4 устанавливают на сердечнике 1, закрепляют его концевые участки в подвижныхполуматрицах и подвергают его гидрораздаче. В процессе испытания измеряют текущие значения прогиба в полюсе деФормации, радиуса кривизны ерпдиана и расстояние между сближающимися торцами образца 4, по которым судят о предельной степени одноосного Формоизменения образ,",:, 3 ил,.2 табл.Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано для определения механических свойств цилиндрических трубчатых за 5 готовок для изготовления деталей типа "сильфон" или "компенсатор" находя" щих широкое применение в гидрогаэовых и других системах и конструкциях в различных отраслях машиностроения,Целью изобретения является повы" шение точности при определении предельной степени одноосного формоизме" ненияНа фиг,1 представлено устройстводля реализации способа; на фиг,2 типовые диаграммы изменения соотношения главных напряжений при раздаче трубчатого образца гидравлическим давлением", на фиг.3 - расчетная схема 20 определения отношения главных напряжений.Устройство для реализации способа содержит цилиндрический .сердечник 1 и полуматрицы 2 и 3, которые прижи мают концы трубчатого образца 4 к поверхности сердечника 1. Между поверхностью образца и сердечником установлены уплотнительные кольца 5.Способ испытания трубчатых образ.цов реализуется следующим образом.Устанавливают на сердечниктрубчатый образец 4, закрепляют его концевые участки в подвижных полуматрицах 2 и 3. Подводят рабочую среду вовнутреннюю полость образца 4 и подвергают гидрораэдаче его центральнуючасть, незакрепленную в полуматрицах,Так как полуматрицы 2 и 3 выполненыподвижными, т,е. торцы трубчатого40 .образца 4 будут незакреплены и пригидрораздаче центральной части будут сближаться, В процессе, гидрораздачи измеряют текущие значения прогиба вполюсе образца (Я), текущий Радиус 45кривизны меридиана (а) и текущ(ее расстояние между торцами образца (Н).По измеренным геометрическим параметрам рассчитывают текущее значение отношения главных напряжений в полюсе очага деформации по формуле 2 П, + И -----6 2 П+2 М 5 П Я 2 ВС +И ц ( - - +ц) (1- - сЕ 2 Пс +2 Япрогиб и радиус кРивизны в полюсе раздаваемого образца; Н " расстояние между торцами; Ва - средний диаметр трубчатогообразца.По геометрическим параметрам рассчитывают тангенциальные деформации в точках замера 1(а 1О+ 2 Я 1,=1 п (2)В ца Строят диаграмму бощ л(7Отрезок 0 - 1 д разбивается на "к" число конечных малых отрезков, в предеЛах которых соответствующий пор казатель считается постояннымб и равным среднему значению на х-м отрезке.Рассчитывается соответствующий показатель жесткости напряженного состояния.на х-м отрезке ПасЧбр1 - у- П( расч = р0 где значениеопределяется из сглаГр женной кривой / - 1 для данного отрезка. Определяется конечное приращение р=1 , тангенциальной деформации на( 1-м этапе деформирования при показателе жесткости напряженного состояния и =по известной величине конечного приращения с показателем жесткости напряженного состояния П = П покритерию Глазкова В.И.и=Ь 1 а( - 61,гдерасч =2 э 5 2 П раич+ "ф 5 ПрасЧ Предельная степень одноосного фора= моиэменения 1определяется суммированием соответствующих конечных приращений на всех отрезкахОаре;, 0Обоснование выбора формулы (1) заключается в следующем.Известно уравнение равновесия в меридиональном направлении тонкост(0) В полюсе раздаваемой части заготовки С( = 90 а Тогда(13) 5 б 4 ной оболочки, находящейся под воздействием внутреннего давления;(5)К После несложных преобразований с учетом того, что(я: --+ )(12)Я 2(1)р)+Я)) К + ЯПринятое условие о том, что сближение полуматриц производят одновременно с гидрораздачей без приложения внешнего усилия в осевом направлении равносильно условию 20 = 0 в уравнении (12). Тогда выражение для меридианального напряжения в полюсе раздаваемой части трубы при свободно сближающихся его закрепленных концах описывается выражением 1=соя 1 д (И)получим следующее выражение для мери-дионального напряжения:С --Х(9)28Д Для определения постоянной интегрирования "сч имеем условие) =ю Г =ЫПосле несложных преобразований уравкение (9) преобразуется в следующуюформулу: где Э - средний де;е- р трубя е ройзаготовки м;И - прогиб полюса резд;.:яземойчасти, мвПодставляя равенство (13) ).: уравнение Лапласа. получим выреже.;ие для Поделив выражение 3) на выражение ( 14), получим акончател.ную ,зисн -50 мость соотношения глав;.:х на;,ряжений в полюсе приведенную в ф.)рмул изоб РЕ 2 ЕНИЯ 0 рр+ ЫЭср. 2 ОЬ р-+,"1Р вс 1+ (Осуществлялось испытание трубчатойзаготовки данным способом, 1 б 42307Расчет продольного Формоизменения при показателе жесткости П = 1 (ОТ 4-0, ф 21,9 тс 0,78) приведен в табл.1 и 2.Исходная заготовка - труба ф 21,9 К М 0,78, Н = 81,5 из материала ОТЧ-О, полученная из трубы ф 22 т(1,0 ОСТ 1-90013-81 раскаткой шариковой матри.цы с последутощим отжигом в шахтной вакуумной печи СШВ2,5/25-Н по ин" О струкции ВИАМ У б 85"76. Зафиксированное значение текущего диаметра И И соответствующего значения текущей высоты "Н" и подсчитанные в этих точках текущего значения соотношения главных 5 напряжений Ер/Г) приведено в табл. 1. Сглаженттая графическая зависимость ГрГ, 0- 1 построенная по этим точкамй приведена нафиг,2 (кривая 2). Дальнейтт:(ший тторядок расчета 1 6 по уха 6 п(тест. з анной последовательности представлен в табл.2.Значение предельной степени одноосного Формоизменения составилот(:(. 1 = 0,84 б, что соответствует ко(9 оре(тфэффициенту Формоизменения К = - = - 2,33. Дпя материала 12 Х 18 Н 10 Ттт:(1, = 0,528, что соответствует кост о(тЕфэффициенту Формоизменения К = 1,7. 35Эти данные говорят о том, что в процессах, в которых происходит деФормирование срединной части трубчатой заготовки, материал ОТЧспособен выдерживать большие степени деФормации, чем материал 12 Х 18 Н 10 Т, хотя при испытаниях по ГОСТУ 497-73 значение равномерного удлинения для материала 12 Х 18 Н 10 Т всегда больше соответствутощего значения для материала ОТЧ-О. Действительно, при Формообразовании одной волны гофра силь- фона удалось достичь коэффициента формоизменения К = 2,52,7 для ОТЧО, а в то время как егомаксимальное зна-30 чение для материала 12 Х 18 Н 10 Т составило К = 2,02,1. Различие в предлагаемой характеристике пластичностиО(1 определяемой по изложенномуВоре ф55 спо со бу испыт ания, и относительного .удлинения (т для этого же материала, определяемого по ГОСТУ 1497-73, значительно (в два - три раза), хотя схема напряженного состояния в обоих способах испытаний одинакова.Полученные данные свидетельствуют о том, что после механической обработки плоских образцов, испытттваемьтх по ГОСТУ 1497-73, образуются микроповреждения, которые не устраняются даже при последующей полировке. Микроповреждения являются источниками локализации деформации и более раннего образования шейки. При гидрораздаче центральной части трубчатых образцов микроповреждений нет и момент образования шейки отделяется, Поэтому величину относительного удлинения ( определяемого по 1 ОСТУ 1497-3, можно применять в качестве характеристики пластичности для процессов, в которых происходит деформирование концевой части трубчатого образца (раздача трубы на коническом (торовидном) пуансоне, образовании плоского борта на трубе, при деформировании концевой части трубы эластичной средой по неподвижной прижимной опоре и т.д.). Область применения предлагаемой величины предельной степени одноосноготт=(Формоизменения 1 в качестве ха 6 о(те(тр ак те ристики пл астично сти о гр аничивается процессами, в которых деформируется срединная часть трубчатого образца при закрепленных ее концевых участках.Использование способа позволяет правильно назначить предельные степени одноосного Формоизменения деталей типа "сильфон, компенсатор" и т,д соответственно уменьшить число переходов на 1 - 3, снизить затраты на оснастку, сократить сроки освоения новой техникиФормула изобретенияСпособ испытания трубчатых образцов, заключающийся в их гидрораздаче и регистрации текуцтего прогиба в полюсе раздаваемого образца, о т л и - ч а (о щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности при определении предельной степени одноосного Формоизменения, гидрораздачу осуществляют при незакрспленных торцах образца, измеря(от текущий радиус кривизны меридиана и тетсущее расстояние между торцами образца и по измеренным геометрическим параметрам судят о предельной степени одноосного Формоизменения образа1 О 1642307 Таблица Ер мм (9фцг 3 Составитель Б,Гра Техред М.Дидык Бандур Корректор Н,Ревская едак ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат фПатент Гагарина, 101 жго Заказ 1141 Тираж 398 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггням113035, Москва, Ж, Реуаская нее., д. 4/5