- •Часть 3
- •Часть 3
- •Часть 3
- •Введение
- •Автоматизация механических испытаний
- •1. Механические характеристики материалов
- •1.1. Лабораторная работа № 1 Определение параметров кривой течения по испытаниям на одноосное растяжение
- •1.2. Лабораторная работа № 2 Определение параметров анизотропии листовых материалов
- •1.2.1. Раскрой материала
- •1.2.2. Подготовка образца к испытанию
- •1.2.3. Измерения деформаций сеток в процессе испытания
- •1.2.4. Расчет коэффициентов анизотропии
- •1.2.5. Расчет коэффициентов анизотропии обобщенной кривой течения
- •1.2.6. Определение коэффициентов анизотропии обобщенной кривой течения в процессе испытаний на одноосное растяжение
- •1.3. Лабораторная работа № 3 Определение предельных деформаций листовых материалов при растяжении в условия плоской деформации
- •1.3.1. Теоретическая справка
- •1.3.2. Испытание
- •1.3.2.1. Образец
- •1.3.2.2. Подготовка образца к испытанию
- •1.3.3. Обработка результатов измерений
- •1.4. Лабораторная работа № 4 определение предельных деформаций листовых материалов при растяжении в условиях равномерного двухосного растяжения
- •1.4.1. Теоретическая справка.
- •Равномерное двухосное растяжение
- •1.5. Лабораторная работа № 5 Определение модуля Юнга и коэффициента Пуассона
- •Равномерное двухосное растяжение
- •1.6. Лабораторная работа № 6 Построение диаграммы рекристаллизации и определение критической деформации недопустимого роста зерна
- •1.7. Лабораторная работа № 7 Определение коэффициента влияния промежуточной термообработки
- •1.8. Лабораторная работа № 8 Определение минимального радиуса гиба
- •2.1. Лабораторная работа № 9
- •2.1.3. Методика испытания
- •Протокол испытаний по определению момента трения
- •2.2. Лабораторная работа № 10 Определение коэффициентов трения листовых заготовок на пуансоне в процессе пластического формообразования обтяжкой
- •Определение коэффициента трения при обтяжке
- •2.3. Лабораторная работа № 11 Определение параметров эффекта Баушингера испытанием на реверсивный изгиб
- •Теоретическая справка
- •На входе программы:
- •На выходе программы:
- •2.4. Лабораторная работа №12
- •2. Испытательная установка/7/
- •3. Техника испытания
- •3.5. Лабораторная работа № 13 Определение диаграммы предельных деформаций испытанием образцов nakazima.
- •1. Теоретическая справка
- •2.6. Лабораторная работа № 14 Оценка влияния скоростного упрочнения на моделирование операций листовой штамповки
- •1. Теоретическая справка
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •2.3. Лабораторная работа №11…………………………….65
- •Часть 3
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1. Механические характеристики материалов
1.1. Лабораторная работа № 1 Определение параметров кривой течения по испытаниям на одноосное растяжение
Целью испытания является определение характеристик сопротивления пластическому деформированию материала параметров аппроксимации кривой течения в координатах обобщенное истинное напряжение - обобщенная пластическая логарифмическая деформация уравнением Свифта:
(1)
где А, m, 0 - параметры аппроксимации.
Методика испытаний состоит в следующем. Вырезаются образцы из полки профильной детали. Размеры образца для испытаний на одноосное растяжение представлены на рис.1.
R30
12
200.10
2 отв.
2,5
h*
20
h* толщина образца
800.10
40
40
240
Рис.1
Подготовка образцов к испытанию: размеры поперечного сечения образца в области рабочей длины измеряются с точностью 0.01 мм. Первоначальная площадь поперечного сечения F0 определяется как минимальная по результатам двух-трех измерений ширины B0 и толщины h0 в области расчетной длины образца. На рабочей длине наносят границы на базе l0 =80 мм и прямоугольную сетку с шагом 15 мм. Точность нанесения сетки 0.02 мм (рис.2).
Рис.2
Испытания: проводят на стандартном оборудовании, обеспечивающем растяжение образца по схеме одноосного растяжения при постоянной скорости деформирования 0.001-0.005c-1.
Измерение растягивающего усилия и осевого удлинения производят электронными аналоговыми датчиками, сигнал с которых поступает на ПК-карту в персональный компьютер (рис.3). С помощью специального программного обеспечения, написанного в среде LABVIEW-7, производится оцифровка и визуализация диаграммы растяжения в режиме реального времени. Эта функция обеспечивает получение табулированной диаграммы растяжения, которая записывается в текстовый файл для последующей обработки и построения кривой течения материала в координатах: истинное напряжение – логарифмическая деформация.
Диаграмму растяжения записывают в координатах: растягивающее усилие Р (Н) - удлинение l (мм); максимальное растягивающее усилие Fm (H); утонение или ширина границ рабочей части образца на расстоянии, не менее ширины образца от места разрушения.
Рис.3
Обработка результатов испытаний: 1. В результате обработки диаграммы растяжения рассчитывают параметры сопротивления пластическому растяжению: условный предел текучести Rp02 и предел прочности Rm, равномерное остаточное удлинение Ag :
(2)
(3)
Fp0.2 - усилие растяжения, соответствующее условному пределу текучести при остаточной деформации 0,2 % (рис.4). Для вычисления этой величины ординату соответствующей точки на кривой течения умножают на масштаб по усилию
(4)
S0 - исходная площадь поперечного сечения образца до растяжения; l- масштаб диаграммы по удлинению
(5)
lu - длина рабочей части образца после разрушения. Расчету подлежат результаты испытаний только тех образцов, разрушение которых произошло в области, отстоящей не менее трети расчетной длины от ее границ.
Рекомендуется также определять относительное остаточное удлинение A на базовой длине 80 мм как стандартную характеристику, по которой дополнительно можно проверить качество проведенного эксперимента.
(6)
Рис.4
Диаграммы растяжения образцов, ориентированных в одном направлении, аппроксимируют уравнением Свифта (1). Аппроксимация производится методом наименьших квадратов с помощью вычислительной программы. Для подготовки входных данных с каждой кривой растяжения (рис.4) снимают координаты 1000-5000-ти точек через равные интервалы по времени. Точка диаграммы, соответствующая пределу текучести, является первой в этом диапазоне, а пределу прочности - последней. Кроме того, для каждой кривой вводят: наибольшую нагрузку Fm в Ньютонах, абсциссу остаточного удлинения lr , площадь поперечного сечения S0, расчетную длину образца после разрушения lu и абсциссу, соответствующую равномерному удлинению lg.
На выходе программы получают все перечисленные характеристики материала (2)-(5) и параметры уравнения (1). Результаты выдаются в виде средних арифметических характеристик и их среднеквадратических отклонений.
Ниже приводится протокол испытания, который заполняется как на стадии измерения исходных размеров образца, так и после записи диаграммы растяжения и измерения образца после разрушения.
Протокол испытания на одноосное растяжение
Ф.И.О. Дата .
Материал № образца .
Состояние Место разрушения .
Скорость деформирования .
Таблица 1
Поперечное сечение |
Расчетная длина |
1-база вдоль |
1-база поперек |
2-база вдоль |
2-база поперек |
|
|
|
Перед началом испытания |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После разрушения |
||||
|
|
|
|
|
|
|