способ определения предела прочности материала
Классы МПК: | G01N3/40 исследование твердости или упругой твердости |
Автор(ы): | Славский Ю.И., Матлин М.М. |
Патентообладатель(и): | Волгоградский политехнический институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-05-28 публикация патента:
15.04.1994 |
Использование: в измерительной технике для оперативного контроля предела прочности материалов. Цель: повышение точности измерения. Сущность: способ заключается в том, что в испытуемый материал внедряют сферический индентор, регистрируют диаметр остаточного отпечатка и пластическую твердость, оценивают напряжения в центре отпечатка, измеряют нагрузку на индентор и определяют предел прочности по формуле, приведенной в описании. Положительный эффект: сокращение времени испытания, повышение точности измерения. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛА, заключающийся в том, что в испытуемый материал внедряют сферический индентор, регистрируют диаметр остаточного отпечатка и пластическую твердость, оценивают напряжение в центре отпечатка и определяют предел прочности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют нагрузку на индентор и определяют предел прочности![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011182/2011182-3t.gif)
где
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
d3 - диаметр остаточного отпечатка;
HD - пластическая твердость испытуемого материала;
P - нагрузка на индентор;
K1 = (1 -
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011013/960.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011004/729.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
a - коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала;
D - диаметр сферического индентора.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного контроля предела прочности материалов. Известен способ определения предела прочности материала детали, заключающийся в изготовлении из испытуемого материала детали образца для испытания на растяжение и последующего его испытания. Этот способ имеет большую трудоемкость из-за необходимости изготовления и последующего испытания образца, его невозможно использовать при стопроцентном контроле деталей, а также при малых размерах деталей. Наиболее близким по технической сущности является способ, заключающийся в том, что в испытуемый материал вдавливают индентор и определяют размер отпечатка, при этом при вдавливании индентора непрерывно увеличивают нагрузку до значения, соответствующего максимальному напряжению в зоне контакта, и определяют величину предела прочности![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011004/729.gif)
где Нmax - максимальное напряжение. Недостатком этого способа является высокая трудоемкость, связанная с необходимостью построения диафрагмы вдавливания индентора. Кроме того, диаграмма вдавливания не имеет четко выраженного максимума средних напряжений, что снижает точность определения предела прочности. Сущностью изобретения является то, что в испытуемый материал внедряют сферический индентор, регистрируют диаметр остаточного отпечатка и пластическую твердость, оценивают напряжения в центре отпечатка, измеряют нагрузку на индентор и определяют предел прочности по формуле
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011182/2011182t.gif)
(2) где
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
d - диаметр остаточного отпечатка;
НД - пластическая твердость испытуемого материала;
Р - нагрузка на индентор;
К1 = (1-
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011013/960.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011004/729.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
а - коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала;
D - диаметр сферического индентора. Отличительными признаками изобретения является то, что измеряют нагрузку на индентор и определяют предел прочности по предложенной формуле (2). Найденные новые взаимосвязи между нагрузкой на индентор, диаметром остаточного отпечатка и коэффициентом Пуассона испытуемого материала позволяют определять интенсивность напряжения в центре отпечатка, по которой с учетом пластической твердости испытуемого материала и упругих свойств материала индентора определяют предел прочности испытуемого материала. Способ реализуется следующим образом. В испытуемый материал внедряют сферический индентор, измеряют нагрузку на индентор, после разгрузки регистрируют диаметр остаточного отпечатка и определяют интенсивность напряжений в центре отпечатка
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
Затем регистрируют пластическую твердость и определяют предел прочности испытуемого материала по формуле
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011055/963.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011182/2011182-2t.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011004/729.gif)
![способ определения предела прочности материала, патент № 2011182](/images/patents/462/2011166/956.gif)
Класс G01N3/40 исследование твердости или упругой твердости