Испытание металлов на изгиб с растяжением

Ю.И. Блинов
27.10.2015г.

Метод испытания металла на изгиб предназначен, в основном, для определения хрупкости металлов. «Целесообразность проведения испытаний на изгиб определяется, прежде всего, широким распространением изгиба в практике нагружения деталей» [1].

«Невозможность довести пластичные материалы до разрушения и определить максимальную пластичность и сопротивление разрушения ограничивает применение метода испытания на изгиб» [2].

Из сказанного следует, что вопрос испытаний металлов на изгиб с определением механических характеристик при разрушении достаточно актуален.
В настоящее время нами начаты опытные работу по созданию метода изгиба с растяжением, который дает ответ на поставленные вопросы при статических испытаниях [3].

Метод испытания на изгиб с растяжением может быть использован при испытании металла различных конструкций, работающих в сложных условиях нагружения, при расчетах на прочность конструкций, работающих в условиях изгиба с растяжением. Испытание металла на изгиб с растяжением включает закрепление концов образца в опорах с обеспечением поворота каждой опоры относительно ее оси. При проведении испытаний деформирующим усилием воздействуют оправкой посередине образца до разрыва образца, и по диаграмме растяжения определяются механические характеристики.
Для реализации метода создана установка, которая обеспечивает закрепление образца в опорах, имеющих возможность вращения.
Процесс изгиба до разрушения выполнялся с фиксацией усилия в процессе изгиба.
На рис. 1 (а, б) показаны диаграммы «Нагрузка-перемещение» при испытании изгибом с растяжением образцов из стали 20 (рис.1, а) и стали 06Г2 ФБ (рис.1, б) диаметром 6 мм. В процессе испытаний на  изгиб с растяжением до разрушения фиксируется величина хода инструмента, усилия разрушения и определяется величина относительного удлинения δ, характеризующая пластичность металла.

Рисунок 1, а

Рисунок 1, б

Из приведенных эпюр видно, что сталь 20 разрушилась при усилии 10 кН при ходе инструмента 40 мм (21%), а вот при испытании стали 06Г2 ФБ – ход 26,5 мм (14%), усилие 12,5 кН. Видна разница в параметрах, что говорит о различных возможностях этих сталей при изгибе с растяжением.
При использовании теории внецентрового изгиба возможно оценить напряжения разрушения, которые слагаются из напряжений от изгиба и напряжения от растяжения.
В настоящее время выполняются работы по созданию метода испытания металлов изгибным с растяжением при динамическом нагружении.

Литература
1. «Испытание материалов». Справочник. Москва Металлургия 1979г. стр. 36.
2. М.А. Бернштейн и др. «Механические свойства металлов». Москва. Металлургия 1979г.
3. Заявка на выдачу патента № 2015 102249/28 от 26.01.2015 – Ю.И. Блинов и др.

Published on  November 30th, 2015