Исследование прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий: .исследование пластичности, например при определении пригодности листового металла для глубокой вытяжки или выдавливания – G01N 3/28

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении характеристик механических свойств листовых материалов в условиях одноосного растяжения в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Сущность: образец прямоугольной формы нагружают до разрушения эластичным пуансоном в жесткой щелевой матрице усилием, перпендикулярным плоскости образца. При испытании используют образец с шириной рабочей части, втрое превышающей его толщину. Определяют площадь поперечного сечения рабочей части образца в месте разрушения, на основании которой рассчитывают величину предельной пластичности его материала. Технический результат: возможность определить с высокой точностью и достоверностью характеристики механических свойств листовых материалов при одноосном растяжении. 1 ил.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам определения в образцах после однократного ударного нагружения зон пластического деформирования под изломом, и может быть использовано для оценки изменения свойств в сталях вблизи развивающейся трещины, поэтапно или после разрушения образца, контроля причин разрушения изделия и при диагностике в технической экспертизе. Сущность: используют образец типа 15 по ГОСТ 9454-78, после разрушения образца однократным ударным воздействием по виду излома определяют степень вязкости исследуемого материала образца. Обе части образца делят по центру в направлении от поверхности излома вдоль длины частей образца. Исследуют зону пластической деформации под изломом и вглубь образца во вновь образовавшихся поверхностях в условиях плоскодеформированного состояния развития трещины, а в боковых поверхностях, параллельных вновь образовавшимся, в условиях плосконапряженного состояния, для этого в двух частях образца на исследуемые поверхности в направлении от поверхности излома по ширине и длине исследуемой части образца наносят отпечатки в виде дорожек индентором, причем величину нагрузки выбирают таким образом, чтобы деформация была преимущественно упругой, шаг между отпечатками и расстояние между дорожками были не менее трех диагоналей отпечатка. Определяют микротвердость в отпечатках, определяют границу зоны пластического деформирования по переходу, отделяющему уровень микротвердости в зоне пластического деформирования от уровня микротвердости недеформированной части и определяют зону пластического деформирования под изломом по формуле. В третьей части образца, на исследуемых поверхностях, проводят травление в травителе, выявляющем соответствующую микроструктуру в зонах пластического деформирования под изломом и в недеформированных участках в условиях формирования плосконапряженного и плоскодеформированного состояний соответственно. Четвертую часть образца используют в качестве резервной. Технический результат: обеспечение возможности комплексного исследования на одном образце всей зоны пластического деформирования под изломом, полученной в результате однократного ударного нагружения образца. 8 ил.

Изобретение относится к методам тепло-прочностных испытаний конструкционных материалов преимущественно при прогнозировании и оценке работоспособности необлучаемых конструктивных элементов в атомной технике. Для продления срока службы корпусов реакторов типа ВВЭР предварительно определяют уровни зернограничных сегрегаций фосфора в образцах-свидетелях, изготовленных из стали исследуемого корпуса реактора, подвергавшихся воздействию рабочих температур реактора с выдержками в течение различного времени, определяют методом экстраполяции уровень накопления сегрегаций на момент окончания эксплуатации реактора, затем изготавливают экспериментальные образцы из стали, близкой по составу и микроструктуре к стали исследуемого корпуса реактора, проводят охрупчивающий отжиг экспериментальных образцов в исходном состоянии при температуре максимального развития отпускной хрупкости в течение различного времени, определяют сдвиг критической температуры хрупкости (Т_К) и уровень сегрегаций на экспериментальных образцах, подвергшихся отжигу, определяют корреляцию между сдвигом критической температуры хрупкости и уровнем сегрегаций. По полученным корреляционной кривой и экстрополяции уровня накопления сегрегаций определяют степень охрупчивания исследуемой стали в прогнозируемый период срока эксплуатации корпуса реактора. 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, в частности, при изготовлении поковок коленчатых валов горячей объемной штамповкой. Для исследование течения металла при горячей объемной штамповке используют металлическую заготовку с расположенной но ее оси полостью. В заготовку с натягом устанавливают пруток и соосные ему одну или несколько труб. Пруток и трубы выполнены из сталей с различным химическим составом, который отличается от химического состава металла заготовки. Производят горячую объемную штамповку заготовки с получением поковки изделия. Поковку разрезают но критическим сечениям и готовят макрошлифы. После подготовки макрошлифов и травления их реактивами анализируют распределение металла прутка и труб в поковке, по которому судят о течении металла заготовки при горячей объемной штамповке. В результате обеспечивается повышение точности определения течения металла. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к листовой штамповке. Сущность: осуществляют испытание на вытяжку заготовки в стенки стакана на любой угол до 90° от горизонтали, оставляя плоскими края стакана. Для испытания в качестве технического устройства используют штамп-прибор с пуансоном, матрицей и прижимом. Штамп-прибор устанавливается на прессовое оборудование, а в качестве измерительных приборов применяют индикаторы, при помощи которых с высокой точностью определяют линейные, а после расчетов и угловые параметры точности геометрии стакана. Технический результат: разработка способа технологического испытания листового материала на пружинение и предельные параметры при вытяжке стакана с фланцем, соответствующего схеме формоизменения заготовки в производственных условиях на операциях вытяжки разнообразных деталей из заготовок больших толщин и размеров, изготовленных из высокопрочных листовых материалов, и позволяющего более строго определить пригодность материала для штамповки деталей повышенной точности на данных операциях. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу прогнозирования трещинообразования для выделения участка опасности трещинообразования при осуществлении анализа деформации методом конечных элементов, устройству обработки и носителю записи. При дискретизации детали, подлежащей анализу, на множественные элементы и при осуществлении анализа показатель уменьшения толщины листа или максимальную главную деформацию в эквивалентной позиции, включающей в себя тот же элемент, сравнивают либо путем объединения двух соседних элементов после анализа, либо путем изменения размера дискретизации элементов двух типов и осуществления анализа, и элемент, где разность велика, выделяют в качестве участка опасности трещинообразования. Технический результат - повышение надежности и упрощение выделения участка опасности трещинообразования при прогнозировании образования трещины методом конечных элементов. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности определения качественной и количественной оценки степени полосчатости структуры металла листового проката, а также обеспечение изотропности свойств листового проката. Для достижения технического результата способ включает изготовление поперечных ударных образцов с острым V-образным надрезом и образцов, ориентированных вдоль толщины листового проката в Z-направлении, вырезанных таким образом, чтобы надрез находился в средней части листового проката, определение величины ударной вязкости каждого вида образцов при температуре эксплуатации и отношения величин ударной вязкости образцов где - ударная вязкость образцов с V-образным надрезом, вырезанных из средней части по толщине листового проката в поперечном направлении, - ударная вязкость образцов с V-образным надрезом, который проходит по средней части листового проката в Z-направлении. Если соотношение величин ударной вязкости находится в пределах 3-5, то листовой прокат подвергают отпуску, если соотношение величин ударной вязкости выше 5, то листовой прокат подвергают закалке с последующим отпуском. 3 табл., 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Сущность: заготовку и контактирующие с заготовкой поверхности устройства покрывают смазкой, защемляют по контуру, и, деформируя, образуют в ней углубление. Извлекают заготовку из устройства и замеряют деформации. Используют прямоугольную заготовку с размером наименьшей стороны которой, находящимся в пределах 1.5-1.9 D _п, где D_п - диаметр пуансона. Наносят царапаньем в центре заготовки окружность радиусом R₀, равным R₀=D_п/2-(10÷15)S₀, где S₀ - толщина исходной заготовки. Деформируют заготовку на глубину Н, величину деформирования которой выбирают меньше величины глубины, при которой образуются разрывы на заготовках. Замеряют деформации на дне стакана по увеличению радиуса R ₀, на основании которого судят об эффективности смазки. Технический результат: расширение возможностей оценки эффективности технологических смазок. 2 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к прогнозированию разрушения тонкой пластины, выполненной из металлического материала. Сущность: определяют возникновение разрушения в тонкой пластине в процессе пластического деформирования в соответствии с одной или более вариациями траектории деформирования. Выполняют прогнозирование разрушения, включающее процедуру преобразования предельной кривой разрушения в пространстве деформаций в предельную кривую разрушения в пространстве напряжений; процедуру прогнозирования наличия возникновения разрушения с использованием полученной предельной кривой разрушения в пространстве напряжений; процедуру обеспечения полученного результата определения возникновения разрушения в тонкой пластине для определения разрушения материала в процессе повреждения, и этап обеспечения результата прогнозирования разрушения для определения разрушения при повреждении детали кузова автомобиля с использованием тонкой пластины. Технический результат: возможность количественно оценить риск разрушения при прессовании или повреждении, что позволит произвести эффективную и высокоточную разработку автомобильного кузова, оптимизированную по материалу, формовке и конструкции кузова. 21 з.п. ф-лы, 37 ил., 6 табл.

Изобретение относится к технологическим способам испытания и оценки штампуемости листового проката. Сущность: заготовку загружают в вытяжной штамп, прижимают по фланцу и вытягивают центральную часть заготовки усилием деформирования на фиксированную глубину. Извлекают вытянутую заготовку из штампа и производят оценку свойств листового проката. Используют прямоугольную заготовку с двумя отверстиями в центральной части, при этом размер наименьшей стороны прямоугольной заготовки выбирают в пределах 1,5÷1,9 D_p, где D_p - диаметр пуансона вытяжного штампа. Отверстия в центральной зоне заготовки выполняют диаметром d₀, равным 0,2÷0,23 D_p, и размещают на расстоянии l₁ в пределах от 10,0÷15,0 S ₀ от дуги окружности отверстия до контура пуансона, где S₀ - толщина исходной заготовки. Качественную оценку технологических свойств листового проката производят по величине раскрытия разрыва между отверстиями в заготовке, а количественную оценку пластических свойств производят путем замера величин деформации окружностей координатной сетки, нанесенной между отверстиями. Технический результат: обеспечение возможности более точного определения пригодности материала для штамповки различных деталей на операциях вытяжки и выбора оптимальной марки листового проката для штамповки конкретных деталей. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к способу прогнозирования разрушения тонкой пластины, выполненной из металлического материала, в качестве критерия определения разрушения в случае разрушения материала автомобильной детали, подвергнутой прессованию (штамповке). Технический результат заключается в осуществлении эффективной и высокоточной разработки кузовов автомобилей, оптимизации количества материала, используемого в процессе формовки, и повышении безопасности при аварии. Способ прессования детали кузова автомобиля с использованием тонкой пластины заключается в предварительном определении возникновения разрушения в тонкой пластине в процессе пластического деформирования и последующем прессовании детали кузова автомобиля с учетом результатов определения возникновения разрушения в тонкой пластине. Этап выполнения прогнозирования разрушения включает процедуру преобразования предельной кривой разрушения в пространстве деформаций в предельную кривую разрушения в пространстве напряжений; процедуру прогнозирования наличия возникновения разрушения с использованием полученной предельной кривой разрушения в пространстве напряжений и процедуру обеспечения полученного результата определения разрушения материала в процессе повреждения. 21 з.п. ф-лы, 37 ил., 6 табл.

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Сущность: заготовку и контактирующие с заготовкой поверхности устройства покрывают смазкой, защемляют по контуру. Деформируя, образуют в ней углубление, извлекают заготовку из устройства и замеряют деформации. Используют квадратную заготовку с центральным отверстием D₀. Размеры сторон заготовки должны находиться в пределах 1,5÷1,9 D_п, где D_п - диаметр пуансона. Диаметр в центре заготовки выбирают равным D₀ D_п/3. Деформируют на глубину Н, глубину деформирования выбирают меньше глубины, при которой образуются разрывы на заготовках, замеряют деформации отверстия и об эффективности смазки судят по абсолютной величине отбортованного отверстия D_к , чем меньше D_к при прочих равных условиях для одной серии испытаний, тем эффективнее смазка. Технический результат: расширение технических возможностей, повышение точности испытаний. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к листовой штамповке. Штамп-прибор содержит пуансон, матрицы и прижимы краев образца. Штамп-прибор устанавливается на прессовое оборудование, а в качестве измерительных приборов применяют три или пять индикаторов и транспортиры повышенной точности, при помощи которых с высокой точностью определяют линейные и угловые параметры образца после разгрузки. Все варианты данного штампа-прибора соответствуют производственным штампам для гибки листового материала при помощи пуансона, матриц и прижимов и позволяют с высокой точностью определить угол пружинения и такие предельные параметры, как максимально допустимый угол изгиба и минимально допустимый радиус изгиба до образования трещины на образце, а также вид трещины и характер разрушения материала после изгиба. 4 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к механическим испытаниям, применяемым для оценки надежности металлов, в частности сталей различных классов, марок, структурного состояния. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности количественной оценки вязкости металла. Способ определения вязкости металла включает: фиксирование до проведения испытания начальной длины и исходной площади поперечного сечения образца; регистрацию в процессе испытания диаграммы растяжения, абсолютного упругого и абсолютного пластического удлинения и максимальной нагрузки; фиксирование конечной длины образца и определение после испытания вязкости металла по формуле а=(А_у+А_п)/(F L_K), где A_y - работа для совершения абсолютного упругого удлинения; A_п - работа для совершения абсолютного пластического удлинения; F - исходная площадь поперечного сечения испытуемого образца; L_K - конечное абсолютное удлинение по диаграмме. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения свойств материала деталей при упрочнении пластическим деформированием. Наносят единичные отпечатки шариков на поверхность образца и на упрочненную поверхность, измеряют диаметры отпечатков и шариков. Измеряют глубину остаточных отпечатков на упрочненной и неупрочненной поверхности образца, по которым определяют контактный модуль упрочнения упрочненного и неупрочненного образца. Определяют интенсивность напряжений в центре отпечатка шарика и степень пластической деформации в отпечатке при внедрении шарика в упрочненную и неупрочненную поверхность образца. С учетом указанных параметров определяют относительную степень упругопластической деформации материала, которую рассчитывают по формуле, которая приведена в описании. В результате повышается точность определения относительной степени упругопластической деформации материала. 4 табл.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для асимметричного двухосного (плоского) нагружения крестообразных образцов материалов при их испытаниях. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа за счет реализации асимметричного плоского нагружения испытуемых материалов. Способ асимметричного нагружения плоского образца, при котором на образец в четырех точках, равномерно расположенных по окружности, закрепляют клиновые сегменты, взаимодействующие с двумя клиновыми платформами, расположенными с двух сторон образца, и путем давления на платформы в направлении, перпендикулярном плоскости образца, создают в нем усилия в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Причем испытания ведут на крестообразном образце, одна пара плеч которого снабжена сегментами, работающими на растяжение, а другая пара плеч - сегментами, работающими на сжатие, и выполненными с одинаковыми углами наклона поверхностей, взаимодействующих с платформами, в процессе нагружения определяют истинные относительные деформации растяжения и сжатия рабочей части образца, периодически при превышении абсолютного значения деформации сжатия над деформацией растяжения на заданную величину разгружают образец, устанавливают прокладки одинаковой заданной толщины между сегментами растяжения и соответствующими поверхностями платформ и продолжают нагружение образца. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в испытаниях по определению вязкопластических свойств материалов. Техническая задача изобретения состоит в упрощении способа, сокращении цикла испытания, повышении достоверности получаемых результатов и расширении возможности способа за счет определения одновременно двух показателей исследуемой смеси. Способ определения вязкопластических свойств бетонной или растворной цементопесчаной смеси заключается в размещении опорной площадки прибора, содержащий цилиндрический корпус, на исследуемой смеси. Причем, для выполнения способа используют прибор, в цилиндрическом корпусе которого по его оси смонтирован с возможностью свободного вертикального перемещения подвижный шток, имеющий на нижнем его конце поршень. При этом в стенках цилиндрического корпуса выполнены перфорарации, с помощью кольца поднимают поршень вверх до упора его в крышку цилиндрического корпуса, после чего осуществляют свободное вертикальное перемещение штока вниз и измеряют глубину проникновения поршня в исследуемую смесь, на основании величины которой определяют пластическую прочность исследуемой смеси, а затем по тарировочному графику зависимости удобоукладываемости (жесткости) исследуемой смеси и ее пластической прочности от величины погружения поршня в смесь определяют вязкопластические свойства исследуемой смеси. 6 ил.

Изобретение относится к листовой штамповке. Сущность: осуществляют испытание на изгиб двух полок образца на любой угол до 90°. Для испытания в качестве технического устройства используют штамп-прибор с пуансонами и матрицами, причем штамп-прибор устанавливается на прессовое оборудование, а в качестве измерительных приборов применяют индикаторы и транспортиры повышенной точности, при помощи которых с высокой точностью определяют линейные и угловые параметры образца после разгрузки. Технический результат: разработка нового способа, позволяющего более строго определить пригодность материала для штамповки деталей повышенной точности. 7 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении характеристик механических свойств листовых материалов в условиях двухосного растяжения в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Сущность: образец в форме диска размещают на матрице, нагружают до разрушения эластичным пуансоном, на формующую поверхность которого до начала испытаний наносят антифрикционное покрытие. Величину предельной пластичности _пр определяют по формуле _пр=ln(t₀/t), где t₀, t - толщина рабочей части образца соответственно до и после испытания. Технический результат: повышение точности испытания, снижение его трудоемкости и уменьшение расхода материала. 1 ил.

Изобретение относится к листовой штамповке. Для испытания в качестве технического устройства используют штамп-прибор с пуансоном и матрицами, причем штамп-прибор устанавливается на прессовое оборудование, а в качестве измерительных приборов применяют индикаторы и транспортиры повышенной точности, при помощи которых с высокой точностью определяют линейные и угловые параметры образца после разгрузки. Технический результат: расширение технических возможностей прибора и максимальное приближение процедуры испытания к производственным способам гибки листа. 6 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к отрасли машиностроения. Сущность: предварительно зажимают периферийные зоны образца и вытягивают сферическую лунку до образования шейки или разрушения. Перед началом деформирования на заготовку наносят два вида делительной сетки, квадратную и радиальную. При обработке делительных сеток с радиальной определяют направления главных осей тензора деформаций, а квадратной сетки - интенсивность деформаций вблизи образующейся шейки или разрушения. Размеры ячейки для расчета берут с ее развертки на плоскость, касательной к внешней поверхности сферической лунки в точке пересечения диагоналей рассматриваемой ячейки. Технический результат: повышение точности определения предельной интенсивности деформации материала. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Изобретение относится к листовой штамповке. Сущность: осуществляют испытание на изгиб образца на любой угол до 90°. Для испытания в качестве технического устройства используют штамп-прибор с пуансоном, матрицей, прижимной плитой. Штамп-прибор устанавливается на мощное прессовое оборудование, а в качестве измерительных приборов применяют индикатор, масштабную линейку и транспортир повышенной точности, при помощи которых с высокой точностью определяют линейные и угловые параметры образца после разгрузки, а затем по формулам рассчитывают угол пружинения образца.

Технический результат: обеспечение возможности более точно определить пригодность материала для штамповки деталей повышенной точности на данных операциях. 5 н.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области исследования механических характеристик материалов, подвергаемых обработке металлов давлением, в частности, оценивающих пластические свойства. Способ определения показателя деформативности материала заключается в том, что деформируют осесимметричную прутковую заготовку волочением через коническую матрицу, после волочения замеряют диаметр прутковой заготовки, производят снятие остаточных напряжений, вновь замеряют диаметр прутковой заготовки, определяют разность диаметров до снятия и после снятия остаточных напряжений, а показатель деформативности рассчитывают по формуле:

Использование: для проведения механических испытаний, в частности испытаний на длительную прочность и ползучесть образцов исследуемых материалов в ядерном реакторе. Сущность заключается в том, что устройство для испытания материалов в ядерном реакторе содержит корпус с одним или несколькими образцами, силовой шток, опорный фланец, тарированный упругий элемент для создания осевого усилия нагрузки, которые помещены в герметичную капсулу. При этом опорный фланец установлен в корпусе с возможностью поступательного движения, причем перед облучением и после облучения опорный фланец расположен в упор к корпусу для передачи осевого усилия нагрузки на образец через корпус, а в процессе облучения опорный фланец расположен в упор к герметичной капсуле для передачи осевого усилия нагрузки на образец через герметичную капсулу. Кроме того, устройство снабжено внешней оболочкой с отверстиями для направленного потока теплоносителя. Технический результат: повышение точности и стабильности величины осевого усилия нагрузки на образцы и, следовательно, повышение достоверности результатов испытаний при расширении области использования и упрощении конструкции устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемый способ предназначен для использования при обработке материалов давлением, а именно для испытания и оценки эффективности технологических смазок, применяемых при листовой штамповке. Способ заключается в том, что листовую технологическую заготовку вместе с основной листовой заготовкой, имеющей отверстие D₀ , защемляют по контуру и осуществляют их совместную вытяжку, предварительно нанеся испытуемую смазку на контактные поверхности пуансона и основной заготовки. Испытания проводят до момента спада деформирующей силы на пуансоне, т.е. до момента окончания устойчивой пластической деформации. При этом замеряют два параметра - диаметр отверстия после испытания D_к и глубину вытяжки Н_к основной заготовки, а коэффициент эффективности технологической смазки рассчитывают по формуле: К_эф =(D_к· Н_к)/(D₀ · Н₀), где Н₀ - глубина вытяжки основной заготовки до момента спада деформирующей силы в условиях “сухого” трения (без использования технологической смазки). 1 ил., 1 табл.