Материал: Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований
Рис. 5.7. Эскиз тонкостенного трубчатого образца для испытаний на кручение
Содержание работы
Перед испытанием произвести замеры образцов, занести полученные результаты в табл. 5.5.
Таблица 5 . 5
Результаты замера образцов
№ |
Номер |
Общая |
Длина |
Диаметр |
Внутренний |
образца |
длина |
захватных |
рабочей |
диаметр |
|
п/п |
(маркировка) |
образца L, мм |
частей а1, мм |
части D, мм |
образца d, мм |
1 |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
Выполнение эксперимента включает в себя три основных этапа:
1)подготовка к работе испытательного оборудования,
2)создание метода испытания на кручение,
3)проведение испытания и обработка результатов.
Подготовка и проведение испытаний выполняются толь-
ко в присутствии инженера, обслуживающего испытательную систему.
I. Подготовка к работе испытательного оборудования Для подготовки к работе необходимо запустить программ-
ное обеспечение управления машиной Instron Console, включить
126
маслостанцию, включить испытательную машину. Убедиться, что все датчики системы (датчики силы, экстензометр) подключены и откалиброваны.
II. Создание метода испытания на кручение
Испытания проводятся на трех образцах по различным траекториям деформирования. Параметры, задаваемые при создании метода испытания, приведены в табл. 5.6.
Таблица 5 . 6
Параметры деформирования, задаваемые в методе испытания
Коэффициент |
Скорость |
|
|
Скорость |
Максималь- |
Максималь- |
|
пропорциональности |
осевойдефор- |
|
измененияугла |
наяосевая |
ныйугол |
||
k |
мации, мин–1 |
сдвига, мин–1 |
деформация |
сдвига |
|||
0,80 |
0,01 |
|
|
0,0125 |
0,100 |
0,125 |
|
1,00 |
0,01 |
|
|
0,0100 |
0,100 |
0,100 |
|
1,25 |
0,01 |
|
|
0,0080 |
0,100 |
0,080 |
|
Коэффициентпропорциональностиопределяетсяпоформуле |
|||||||
|
|
k = |
ε |
, |
|
(5.6) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
γ |
|
|
|
где ε – скорость осевого деформирования, γ – скорость измене-
ния угла сдвига.
Для создания метода проведения испытания на кручение в программе WaveMatrix необходимо выполнить следующие действия:
1. Открыть программу WaveMatrix и создать новый метод. На вкладке «Каналы» (рис. 5.7) из списка доступных каналов 1 выбрать каналы, используемые в испытании 2: положение, нагрузка, напряжение, вращение, крутящий момент, деформация по экстензометру осевая, деформация по экстензо-
метру сдвиговая.
127
При этом некоторые каналы требуют ввода дополнительных параметров. Для канала «Напряжение» в области настройки параметров 3 необходимо ввести площадь поперечного сечения рабочей части образца в указанных единицах (рис. 5.8). Используя данные из табл. 5.5, площадь поперечного сечения рассчитывается по формуле
F = |
π |
(D2 − d 2 ) , |
(5.7) |
|
|||
4 |
|
|
|
где F – площадь поперечного сечения трубчатого образца (мм2), D – диаметр рабочей части (мм), d – внутренний диаметр образца (мм).
Осевое напряжение рассчитывается по формуле
σ = |
P |
, |
(5.8) |
|
|||
|
F |
|
|
где σ – осевое напряжение, P – осевая нагрузка, F – площадь поперечного сечения рабочей части образца.
Рис. 5.8. Вкладка «Каналы» создания метода испытания: 1 – доступные каналы, 2 – каналы, включенные в метод, 3 – область настройки параметров канала
128
Для канала «Деформация сдвига» нужно ввести величину измерительной базы экстензометра (10 мм) и радиус рабочей части образца из табл. 5.5.
2. На вкладке «Испытание» выбрать пункт «Очередность», послечего наэкранепоявитсяокно, представленное на рис. 5.9.
Рис. 5.9. Окно создания очередности шагов испытания: 1 – область схематического представления шагов испытания, 2 – панель выбора формы сигнала, 3 – вкладки настроек параметров сигнала, 4 – строки изменения параметров
В открывшемся окне в области схематического представления шагов испытания выделить ячейку осевого нагружения. На панели выбора формы сигнала выбрать «Абсолютный линейный рост». На вкладке настройки параметров выбрать вкладку «Форма волны», в строках изменения параметров установить режим управления «Деформация осевая», режим контроля – «Скорость». Установить скорость и конечное значение осевой деформации согласно табл. 5.6. Конечное действие установить на пункте «Закончить все, затем закончить испытание».
129
Включить детектор событий, для этого на вкладке настройки параметров выбрать вкладку «Событие». В строках изменения параметров установить режим управления «Нагрузка», устано-
вить тип события «Обратная связь падает ниже порогового зна-
чения» (пороговое значение 0 Н). Конечное действие установить на пункте «Закончить все, затем закончить испытание».
Выполненная настройка детектора событий приводит к автоматической остановке испытания при разрушении образца.
В области схематического представления шагов испытания выделить ячейку кручения. На панели выбора формы сигнала выбрать «Абсолютный линейный рост». На вкладке настройки параметров выбрать вкладку «Форма волны», в строках изменения параметров установить режим управления
«Деформация сдвига», режим контроля – «Скорость». Устано-
вить скорость и конечное значение сдвиговой деформации согласно табл. 5.6. Конечное действие установить на пункте «За-
кончить все, затем закончить испытание».
3.На вкладке «Схема» выбрать режим отображения процесса испытания с двумя графиками. На вкладке «График 1»
впункте «Общие положения» выбрать тип графика «X–Y», режим обновления «Последние данные». В пункте «Ось Х» установить канал «Деформация осевая» в процентах, «Масштабирование» – «автоматическое». В пункте «Ось Y» установить канал «Напряжение» в МПа, «Масштабирование автоматическое».
На вкладке «График 2» в пункте «Общие положения» вы-
брать тип графика «X–Y», режим обновления «Последние данные». В пункте «Ось Х» установить канал «Деформация сдвига»
впроцентах, «Масштабирование» – «автоматическое». В пунк-
те «Ось Y» установить канал «Крутящий момент» в Н·м, «Мас-
штабирование» – «автоматическое».
4.Сохранить созданный метод испытания под именем
«Лабораторный практикум. Пропорциональное растяжение с кручением».
130