1.2. Лабораторная работа № 2 Определение параметров анизотропии листовых материалов

Цель работы: ознакомить с методом экспериментального определения параметров анизотропии ортотропно- анизотропных листовых материалов в различных направлениях к прокате и построить зависимость этих параметров от пластической деформации.

1.2.1. Раскрой материала

Д ля проведения испытаний из листа материала вырезают по пять плоских образцов на одноосное растяжение в трех

Рис.5

направлениях к прокатке, как это показано на рис.5.

1.2.2. Подготовка образца к испытанию

Перед испытанием на образец наносят границы расчетной длины и сетку из двух квадратных ячеек для измерения коэффициента анизотропии (Рис.6). Продольные и поперечные размеры обеих ячеек (i=1,2) и расчетную длину l₀ измеряют с точностью 0.001 мм. Толщину поперечного сечения h₀ вычисляют с точностью 0.005 мм, а ширину В₀ - с точностью 0.01 мм измеряют в 2-3-х точках в рабочей части образца. В последующем расчете используют размеры поперечного сечения, соответствующие минимальной площади F₀.

1.2.3. Измерения деформаций сеток в процессе испытания

Испытания проводят с использованием электронных датчиков, как это описано в разделе 1.1. По существующим стандартам коэффициенты анизотропии измеряют при достижении полной осевой деформации образца 2, 4, 6 и 8%.

Для этого на образце устанавливают дополнительный датчик перемещений в направлении, перпендикулярном оси образца, в центральной части расчетной длины. В процессе нагружения на карту компьютера записывают продольное удлинение и поперечное сужение образца.

Во второй части лабораторной работы вычисляют параметры анизотропии (7) в трех направлениях к прокатке после разрушения образца.

Образец должен разрушаться в области расчетной длины. В противном случае результаты испытания аннулируют.

Измеряют размеры а_i , b_i той ячейки, которая удалена от места разрыва более, чем на ширину В образца.

В табл.2 вносят результаты измерений базовых длин по окончании эксперимента.

Таблица 2

№ образца	Время измерения	1-я база вдоль	1-я база поперек	2-я база вдоль	2-я база поперек
1-1	до испытания
	после разрыва
1-2	до испытания
	после разрыва
1-3	до испытания
	после разрыва

1.2.4. Расчет коэффициентов анизотропии

Начальная анизотропия материала, а также его деформационная анизотропия в процессе пластического формообразования приводят к утяжке габаритных размеров деталей. Это соответственно сказывается на напряженно-деформированном состоянии заготовки. В качестве параметров анизотропии, позволяющих количественно оценить искажения поперечного сечения профильной детали, обычно используют параметр Лэнкфорда (7).

Испытания проводят по методике, описанной в предыдущих параграфах. Перед началом испытания на одноосное растяжение вдоль оси образца в зоне рабочей части наносят и измеряют продольные и поперечные базовые длины (Рис.6). После разрушения образца измеряют те базовые длины , которые находятся на расстоянии не менее ширины образца от места разрыва (Рис.7).

Коэффициент анизотропии Лэнкфорда r определяется с учетом условия несжимаемости материала образца по формуле

; (7)

где n – число измерений базовых длин после испытания всех образцов партии; индекс i=1,..,n – текущий номер пары базовых длин.

Вычисление зависимости параметра Лэнкфорда от пластической деформации растяжения целесообразно проводить в Excel формате операционной системы Windows. Для этого сначала записывается текстовый файл показаний датчиков перемещений, в котором обычно находятся колонки продольных , поперечных удлинений на установочных базах датчиков и колонка времени. Файл размещается в Excel среде и далее вычисляют Пластическая деформация определяется как

(8)

Параметр Лэнкфорда (7) вычисляется как

(9)

Здесь верхний индекс указывает направление измерения, а нижний, равный 0 соответствует исходному значению базы измерения датчика, или «i» - текущему значению показания датчика.

В заключении строится график зависимости r(ε) с помощью Мастера – «Wizard –diagram» Excel – среды.