Спосіб визначення механічних властивостей листового матеріалу

Спосіб визначення механічних властивостей листового матеріалу, згідно з яким виготовляють зразок у формі диска із досліджуваного матеріалу, вільно розміщують його на опорах і навантажують в центрі перпендикулярно до площини диска статичним зосередженим зусиллям в пружній області, визначають величину максимального прогину wmax1 і величину зусилля P в момент максима1 льного прогину і визначають механічні властивості матеріалу, який відрізняється тим, що після визначення величини максимального прогину wmax1 і зусилля P в момент цього прогину, зра1 зок жорстко закріплюють по краях, навантажують 3 61457 4 що у способі визначення механічних властивостей 2 3  P1  d  d  листового матеріалу, який передбачає виготов4  1        4  1     ln  , (1)  лення зразка у формі диска із досліджуваного ма8    h2  D  D    теріалу, вільне його розміщення на опорах і наваде нтаження в центрі перпендикулярно до площини  - коефіцієнт Пуасона; диска статичним зосередженим зусиллям в пружh - товщина диска; ній області, визначення величини максимального d і D - діаметри пуасона і опори відповідно; прогину wmax1 і величини зусилля Р1 і визначення  = 3,14159... - константа. механічних властивостей матеріалу, згідно винаНедоліком цього способу є неможливість його ходу після визначення wmax1 і Р1 зразок жорстко використання до тонких листових матеріалів через закрілюють по краях, навантажують його в центрі неможливість експериментального визначення перпендикулярно площині статичним зосереджевідомими методами їх модулів пружності. ним зусиллям в пружній області, фіксують величиВ основу винаходу покладено завдання такого ну максимального прогину wmax2 і відповідну цьому удосконалення способу визначення механічних прогину величину зусилля Р2, товщину h зразка і властивостей листового матеріалу, при якому за його радіус r вибирають із умови r  10h, а про рахунок проведення додаткових технологічних механічні характеристики судять по величині мооперацій забезпечується можливість його викоридуля Юнга і коефіцієнта Пуасона, які визначають стання і для тонколистового матеріалу, що значно по залежностях: розширює технологічні можливості процесу. Означене завдання вирішується завдяки тому,  3  P12  w12 , w12  P12 E 3  r 2  1  2   P2     , 3 w 4  h max 2 (2) де w12  w max 1 , w max 2  - коефіцієнт Пуасона; Ε - модуль Юнга; h - товщина зразка; r - радіус зразка;  = 3,14159… - константа. Причинно-наслідковий зв’язок між сукупністю ознак, що заявляється, і технічним результатом, який досягається при її реалізації, полягає у наступному. Проведення випробовувань зразків на згин в способі визначення механічних властивостей, що заявляється, дає змогу знайти значення відразу обох модулів пружності тонкого листового матеріалу. Це можливо завдяки тому, що використовуються дві незалежні схеми випробовувань на згин одна - із вільним розміщенням зразка на опорах, друга - із жорстким його закріплення по краях. І в тому, і в іншому випадку величина максимального прогину залежить від двох груп параметрів. Перша група - це параметри, значення яких або відомі до випробовувань (радіус зразка і його товщина), або знаходяться в результаті їх проведення (зосереджене зусилля і величина максимального прогину). Друга група параметрів - це модуль Юнга і коефіцієнт Пуасона, які невідомі і від яких (серед інших парамерів) також залежить величина максимального прогину. Оскільки в обох схемах випробовувань пружні модулі є механічними характеристиками одного і того ж матеріалу, а самі схеми є різними (незалежними), то це і дає можливість визначити числові їх значення по залежностях, що пропонуються. Спосіб визначення механічних властивостей тонкого листового матеріалу, що пропонується, ілюструється схемою, показаною на приклад практичної реалізації запропонованого способу визна P P12  1 , P2 чення механічних властивостей листового матеріалу. Проводилось визначення механічних властивостей алмазовмісного прокату на основі мідноолов'янистих бронз із товщиною стрічки h= 0,125мм на зразках у формі диска діаметром 20мм. Практична реалізація вільного розміщення (обпирання) зразка (Фіг.1) здійснювалась вільним його розміщенням на опорі у вигляді кільцеподібної основи із зовнішнім діаметром, що дорівнює діаметру диска і внутрішнім, в два рази меншим: r=5мм, 10h=1,25мм при виконанні умови r10h. Зразок навантажувався в центрі перпендикулярно його площині статичним зосередженим зусиллям, величина якого дорівнювала 0,1кг, і вимірювалось значення максимального прогину W max1. Потім здійснювалось жорстке затискання зразка по краях (Фіг.1) із наступним його навантаженням центрально прикладеним статистичним зосередженим зусиллям Р2, величина якого була рівною 0,2кг. Практична реалізація жорсткого затискання диска виконувалась при допомозі накидної гайки, яка через мідні кільцеподібні прокладки притискала зразок до основи. Для попередження просковзання диска в опорі при навантаженні на сторону прокладки, яка притискалася, наносився шар абразивного матеріалу. Визначалось значення максимального прогину wmaх2. Вимірювання прогинів зразків виконувалось за допомогою довгофокусного оптичноого мікроскопу КМ-6. З метою перевірки правильності визначення пружних модулів is и ν досліди дублювались для Р1=0,075кг і Ρ2=0,15кг. Результати вимірювання величин wmax1, wmax2 і розрахунку значень Ε і  по формулах (2) наведені в таблиці. Порівняльний 5 61457 аналіз одержаних значень модулів Ε і  для двох різних значень Р1 і Р2 свідчить про те, що визначені дійсні значення вказаних величин. № п/п Вільне обпирання Р1, кг 6 Таблиця - Дані випробовувань і результати визначення модуля Юнга і коефіцієнта Пуасона алмазовмісного прокату методом, що заявляється. Жорстке затиснення W max2, ММ Р2, кг W max1, MM 1 2 0,1 0,075 0,13 0,097 0,2 0,15 Як видно із таблиці, застосування методу, що заявляється, дало змогу визначити механічні властивості алмазовмісного прокату, який відноситься до класу тонких листових матеріалів. Зазначимо, що відомими методами зробити це було б неможливо. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 0,1 0,075 Е, кг/мм  5730 5736 0,25 0,26 Одержана інформація по модулю Юнга і коефіцієнту Пуасона алмазовмісного прокату є дуже важливим фактором при вирішенні завдання підвищення ефективності використання інструменту, виготовленого із цього композиційного матеріалу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601