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.

Published on  January 20th, 2016