RU2020013C1

RU2020013C1 - Method for determination of deformation characteristics

Info

Publication number: RU2020013C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Максимович; П.Б. Кратюк; М.Б. Брук; О.С. Куклин; И.Б. Матвеев
Original assignee: Куклин Олег Сергеевич; Максимович Владимир Николаевич; Кратюк Петр Брониславович; Брук Марк Борисович; Матвеев Игорь Богданович
Priority date: 1991-10-21
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: plastic metal working. SUBSTANCE: sample is subjected to free bending on two supports and obtained machine diagram is compared with similar calculated diagrams produced by selection of various models of piecewise-linear approximation of diagram of real stresses. Used as tested specimen is rectangular plate. Method allows determination of real stress strain diagram without testing cylindrical samples for break. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к определению технологических параметров процессов (усилий, напряжений, деформаций, перемещений). The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to the determination of technological parameters of processes (forces, stresses, deformations, displacements).

Известен способ определения диаграмм истинных напряжений металлических материалов путем механических испытаний на разрыв. При этом получают так называемую машинную диаграмму в координатах усилие - удлинение, на основании которой путем специального графического построения и расчета получают диаграмму истинных напряжений (диаграмму упрочнения) в координатах истинное напряжение-деформация. A known method of determining the diagrams of the true stresses of metallic materials by mechanical tensile tests. In this case, the so-called machine diagram in the coordinates of the force — elongation is obtained, on the basis of which, by means of a special graphical construction and calculation, a true stress diagram (hardening diagram) is obtained in the coordinates of the true stress-strain.

Определение таких диаграмм встречает большие трудности, связанные с вычислением истинной площади сечения испытуемого образца, соответствующей усилию растяжения в данный момент времени, особенно с момента локализации деформаций (образование шейки). The determination of such diagrams encounters great difficulties associated with calculating the true cross-sectional area of the test sample, corresponding to the tensile force at a given time, especially from the moment of localization of deformations (neck formation).

Наиболее близким, принятым за прототип способом является способ [1]. The closest adopted for the prototype method is the method [1].

Недостатком известного способа является то, что он требует изготовления специальных образцов путем чистовой токарной обработки с высокой точностью и снятием поверхностных слоев испытуемого материала. Это также вносит погрешности в определение диаграммы и последующие расчеты параметров процессов пластической обработки материала. The disadvantage of this method is that it requires the manufacture of special samples by finishing turning with high accuracy and removing the surface layers of the test material. This also introduces errors in the determination of the diagram and subsequent calculations of the parameters of the processes of plastic processing of the material.

Техническим результатом изобретения является повышение точности, упрощение процедуры испытаний и уменьшение их стоимости путем разработки нового способа определения свойств деформирования. The technical result of the invention is to increase accuracy, simplify test procedures and reduce their cost by developing a new method for determining the properties of deformation.

В качестве испытуемого образца принимают прямоугольную пластину, подвергаемую свободному симметричному изгибу на двух опорах цилиндрическим пуансоном по всей ширине пластины, в процессе изгиба записывается опытная машинная диаграмма в координатах усилие -прогиб путем решения упруго-пластической контактной задачи свободного изгиба для заданных условий деформирования, исходя из различных моделей кусочно-линейной аппроксимации диаграмм истинных напряжений строится ряд расчетных диаграмм в координатах усилие-прогиб, аналогичных опытной машинной. Расчетная диаграмма, наиболее близко совпадающая с опытной машинной, и соответствующая ей аналитическая модель диаграммы истинных напряжений принимаются за фактическую для данного материала. При этом толщина изгибаемой пластины принимается равной исходной толщине испытуемого материала, а для уменьшения усилий изгиба можно в широких пределах изменять расстояние между опорами и размеры пластины. As a test sample, a rectangular plate is taken, subjected to free symmetrical bending on two supports by a cylindrical punch over the entire width of the plate, during bending, an experimental machine diagram is recorded in the force-deflection coordinates by solving the elastic-elastic contact problem of free bending for given deformation conditions, based on of various models of piecewise linear approximation of true stress diagrams, a series of design diagrams are constructed in the force-deflection coordinates, similar to experiments hydrochloric machine. The calculation diagram that most closely matches the experimental machine diagram and the corresponding analytical model of the true stress diagram are taken as the actual for the given material. In this case, the thickness of the bent plate is taken equal to the initial thickness of the test material, and to reduce the bending forces, it is possible to widely vary the distance between the supports and the dimensions of the plate.

На фиг. 1 показана машинная диаграмма, полученная при свободном изгибе пластины из испытуемого материала; на фиг. 2 - расчетные диаграммы, соответствующие принятым моделям упрочнения. In FIG. 1 shows a machine diagram obtained by free-bending a plate of a test material; in FIG. 2 - design diagrams corresponding to the adopted models of hardening.

Наиболее близкой к опытной кривой 1 является кривая 3, поэтому соответствующая ей модель упрочнения 3 (диаграмма упрочнения) и принимается за истинную. The closest to the experimental curve 1 is curve 3, therefore, the corresponding model of hardening 3 (hardening diagram) is taken as true.

П р и м е р. Пластина из стали марки 10 ХСНД размером 100х400, толщиной 10 мм подвергалась симметричному свободному изгибу на двух опорах, расстояние между которыми составляет 80 мм, пуансоном радиусом 25 мм шириной 150 мм. PRI me R. A plate made of steel grade 10 HSND with a size of 100x400 and a thickness of 10 mm was subjected to symmetrical free bending on two supports, the distance between which is 80 mm, a punch with a radius of 25 mm and a width of 150 mm.

Записана машинная диаграмма в координатах усилие (Р)-прогиб (V) (кривая 1). Выполнены расчеты и построены аналогичные диаграммы для следующих моделей упрочнения при кусочно-линейной аппроксимации диаграммы истинных напряжений:
на участке ОА:
σ= 80+200˙ε
на участке АВ:
σ= 96+83˙ε
на участке ВС:
σ= 106+60˙ε
Наиболее близкой к опытной машинной диаграмме оказалась кривая 3, таким образом каждому линейному участку аппроксимации соответствует следующая модель упрочнения:
σ=σ_Тn+П_n˙ε ; где σ_Тn- предел текучести в начале каждого n-участка;
П_n - модуль упрочнения n-го участка, равный тангенсу угла наклона каждого линейного участка.The machine diagram is recorded in the coordinates of the force (P) -bending (V) (curve 1). Calculations are made and similar diagrams are constructed for the following hardening models with a piecewise linear approximation of the true stress diagram:
on the OA site:
σ = 80 + 200˙ε
on site AB:
σ = 96 + 83˙ε
on the aircraft section:
σ = 106 + 60˙ε
The curve 3 turned out to be closest to the experimental machine diagram, thus, the following hardening model corresponds to each linear approximation section:
σ = σ _Тn + П _n ˙ε; where σ _Tn is the yield strength at the beginning of each n-section;
P _n - the hardening modulus of the nth section, equal to the slope of each linear section.

При использовании изобретения могут быть получены следующие преимущества: простота испытания; высокая точность определения диаграмм истинных напряжений; уменьшение затрат на изготовление образцов. When using the invention, the following advantages can be obtained: ease of testing; high accuracy of determining true stress diagrams; reduction of costs for the manufacture of samples.

Claims

1. METHOD FOR DETERMINING THE DEFORMATION PROPERTIES of predominantly parts made of metal materials, which consists in elastoplastic action on the sample with the construction of a machine diagram of force-displacement and comparison with design diagrams, characterized in that the elastic-plastic action is carried out by free symmetric bending of the sample on two supports with a cylindrical punch throughout the width of the sample, and the machine diagram obtained by igzib is compared with similar design diagrams obtained by put We select various models of piecewise linear approximation of the true stress diagram, and the calculated curve closest to the experimental machine diagram and the corresponding approximation model are taken as true for this material.

2. The method according to claim 1, characterized in that a rectangular plate is adopted as the test sample.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the thickness of the bent sample is taken equal to the initial thickness of the test material.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the dimensions of the sample and the distance between the supports vary depending on the maximum allowable bending force.