Спосіб визначення параметрів границі текучості деформованого матеріалу при складному напруженому стані

Спосіб визначення параметрів границі текучості деформованого матеріалу при складному на пруженому стані, що здійснюється за допомогою розрахунку за результатами випробувань на одноосьовий розтяг зразків, вирізаних під довільними кутами щодо напрямку попереднього деформування, який відрізняється тим, що параметри границі текучості при складному напруженому стані розраховують за результатами випробувань зразків, вирізаних з об'єму попередньо деформованого матеріалу в довільно орієнтованих напрямках. Корисна модель відноситься до області механічних випробувань, а саме, до випробувань металевих матеріалів при статичному навантаженні на одноосьовий розтяг. Випробування, як правило, проводяться відповідно до ДСТ 1497-84 [1]. Відомі способи визначення параметрів границі текучості матеріалів. Так, у тонкостінних трубчастих зразках, виготовлених з попередньо деформованого матеріалу і навантажених одночасно осьовою силою і внутрішнім тиском, будуть діяти нормальні осьові oz й окружні а 0 напруження, ткування, що повинне забезпечити 2 х компонентне навантаження. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб визначення параметрів границі текучості листової сталі, первинний зразок з якої попередньо розтягують до пластичної деформації (прототип) [5]. З цього зразка під різними кутами до напрямку витяжки вирізують вторинні зразки, що випробують на одноосьовий розтяг, і по діаграмі розтягу знаходять межу текучості о т , а потім створюючи в матеріалі зразків плоский напружений стан [2]. Зразки по різних прямолінійних траєкторіях навантажують до досягнення рівних пластичних деформацій, і по діаграмі деформування в координатах інтенсивність напружень - інтенсивність деформацій по технічному допуску на пластичну деформацію, рівному 0,2%, знаходять компоненти c?z, CQ , будують границю текучості. Отримана крива границі текучості, апроксимується у девіаторній площині окружністю (Фіг.1), координати центра якої і радіус є шуканими параметрами границі текучості для плоского напруженого стану [3]. Однак, отримана границя текучості має малу інформативність, тому що при цьому можна реалізувати тільки дві компоненти тензора напружень Су, [4]. До недоліків можна віднести і те, що зразки конструктивно складні, виготовляються в основному з пруткового матеріалу, а для проведення випробувань необхідно спеціальне дослідне уста розрахунковим шляхом визначають параметри х границі текучості для 3 компонентів тензора напружень Gjj. Компоненти тензора напружень а^, що відповідають границі текучості, в ортогональній системі координат о } і , о } 2 , а 2 2 > знаходять за формулами о]і = с т cos 2 ф; а 2 2 = с т sin 2 ф; °зз = а23 = а зі = ° де G T - межа текучості, знайдена з випробувань на одновісний розтяг вторинного зразка, ф - кут між напрямком попередньої витяжки і положенням вторинного зразка щодо цього напрямку. При цьому прийнято, що вісь 1-1 збігається з напрямком розтягу первинного зразка (Фіг.2). Границя текучості в розглянутому випадку описується рівнянням о CD 7640 2 г + 20 •Г°і1 ^ 22 2 нентів тензора напружень о ч - двох нормальних о 2 2 12 —^ + 2а G-|1, С 2 2 'ДОТИЧНОГО О-\2 В основу корисної моделі, що пропонується, поставлено завдання визначення параметрів границі текучості при складному напруженому стані за допомогою розрахунку за результатами випробувань на одноосьовий розтяг зразків, вирізаних з об'єму попередньо деформованого матеріалу в довільно орієнтованих напрямках Необхідність визначення границі текучості деформованого матеріалу при складному напруженому стані пояснюється тим, що більшість елементів конструкцій працюють у цих умовах, і поставлене завдання вирішується таким чином Випробувальний первинний зразок у вигляді товстої смуги чи стриження піддають одновюному розтягу до досягнення деякого фіксованого рівня пластичної деформації —aa22 + a - R = О Параметри, що сюди входять, - координати центру сфери в девіаторному просторі - а і радіус - R знаходять за формулами ^ а _ _ IN „ „ „ N k-1 N . . . . . . k=1 к-1 k-1 \Уг де N - КІЛЬКІСТЬ вторинних зразків, k - порядковий , S 2 , S 3 мають номер зразка, а компоненти вигляд є 1 р , що призводить до зміцнення матеріалу та виникненню деформаційної анізотропії Після розвантаження із первинного зразка вирізають вторинні зразки, орієнтуючи їх у просторі із визначеним кроком за двома кутовими координатами Вторинні зразки випробують теж на одновюний розтяг та визначають при цьому межу текучості, яка внаслідок деформаційного зміцнення матеріалу буде відрізнятися від вихідного значення У цьому випадку границя текучості описується рівнянням S 3 = V2a T siri(pcos

а 23к ' а з і к знаходяться чисельно з розв'язку системи алгебраїчних oj; рівнянь 7640 а т (1-і, m-i, и-,) = oj т + О33П 2 =0, +