Анализ результатов испытаний металлов методом "Изгиб с растяжением". Часть 2
Ю.И.Блинов
14.01.2016г.
Анализ результатов испытаний металлов по новому методу изгиба образцов с растяжением до разрушения можно разделить на две части.
Часть 2. После фиксации параметров испытания методом «Изгиб с растяжением» и получения диаграммы «Нагрузка-перемещение» (рис. 1) необходимо для дальнейшего анализа определить величину осевых сил, действующих в изгибаемом образце.
Рисунок 1
Используя правила параллелограмма при разложении сил, определим величину осевых сил по формуле:
где Р – нагрузка при изгибе, кН;
α – половина угла загиба,
Н – перемещение, мм;
l0 – расстояние между опор, мм.
Полученные осевые силы существенно отличаются от сил, изгибающих образец (рис. 2).
Рисунок 2
Используя формулы определения напряжений при внецентровом изгибе [1], можно записать:
где Sо – поперечное сечение образца, мм2;
F – осевая сила, кН;
Y1 – координаты приложения внецентровой силы, мм;
Y2 – координаты точки, где определяется напряжение, мм;
Jx – момент инерции сечения.
В случае использования круглого образца формула записывается в виде
где d – диаметр образца, мм;
Y1 = 0,25d;
Y2 = 0,25d;
Jx = 0,05d4.
В случае использования квадратного образца формула записывается в виде
где а – сторона квадрата, мм.
Используя результаты испытаний, показанные на рисунках 1 и 2 для образца 5 х 5 мм из стали 45, выполним расчет напряжений для центра зоны растяжения. Результаты расчета показаны на рис. 3.
Рисунок 3
Результаты статических испытаний стали 45 на растяжение приведены на рис. 4.
Рисунок 4
Сравнивая их, можно сказать, что при изгибе с растяжением величина напряжений несколько выше при снижении величины пластичности от δст = 28,8 % до δизгиб.Р = 23 %.
Разработанный метод испытания изгибом с растяжением может использоваться при оценке прочности металла систем с таким видом нагрузки.
Литература
1. Филоненко-Бородич и др. Курс сопротивления материалов. Часть 1 стр.405. Изд. Физ. мат. лит. Москва 1961г.