Лекции Сопротивление материалов

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Векторное представление девиаторов напряжений и деформаций.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1. Выбор материала

Выбор материала (технически чистый никель;

примеси: Si – 0,068%; Fe – 0,025%; Сu – 0,02%) был обусловлен его относительно высоким модулем упругости Е = 2,07·1011Па, малой ползучестью при комнатной температуре, большой величиной отношения временного сопротивления к пределу текучести. Эти качества позволяют провести изучение деформационной анизотропии в широком диапазоне напряжений. Существенно, что некоторые аспекты рассматриваемых особенностей деформирования уже исследованы для технически чистого никеля с такими же примесями и с примесями Мg – 1% и Fe – 0,052%.

vk.com/club1526850502| vk..com/id446425943Образцы для испытаний

Образцы отжигали (для одной серии опытов это делалось одновременно) при 860 С с последующим охлаждением в печи. Металлографический анализ показал, что в продольном и поперечном шлифах зерна (средний поперечный размер 0,033 мм) являются равноосными полиэдрами со следами двойников. Испытания проводились через 20 дней после отжига, каждый опыт проводился непрерывно.

Образцы отрезаны от холоднотянутых труб длиною около метра; наружные диаметры 8,06 – 8,10 мм, толщина стенки 0,18 – 0,20 мм., что позволяет создать практически однородное напряженно-деформированное состояние. По толщине стенки располагались не менее 6 – 7 зерен. Образцы браковались если отклонения в замерах толщин стенок в десяти контролируемых точках составляли более чем 0,005 мм. Несмотря на некоторый разброс в величинах толщин стенок вдоль окружности сечения, средние значения для данного сечения, отличались менее чем на 0,001 мм. Если погонные веса вырезанных из одной трубы образцов отличались более чем на 1%, то образцы браковались. По весу, диаметру и плотности (последняя определялась взвешиванием в дистиллированной воде и воздухе и равнялась 8,78·103кг/м3) образца вычислялась осредненная толщина стенки. При расхождениях (они были менее 0,002 мм) с замерами в расчетах использовалась толщина, найденная по результатам взвешивания.

Для крепления в установке на концы образца после отжига напаивались две втулки. При пайке во избежание перегрева рабочая часть образца омывалась водой. Перед отжигом, после него и после пайки проверялась прямолинейность образцов.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

vk.com/club152685050 |3vk..com/id446425943Установка для испытаний

Установка для испытаний позволяла осуществлять нагружение растягивающей силой до 2 кН и крутящим моментом до 4 Н м. Последний создавался через агатовые подшипники, в которых, благодаря малому трению, терялось не более 0,5% усилия, что учитывалось при обработке данных.

Измерение деформаций осуществлялось с помощью обеспечивающих высокую точность зеркальных приборов, закрепленных на расстоянии 131 мм друг от друга. Для замера продольных деформаций использовались зеркальные приборы Мартенса с базой 100 мм и диагональю призмы 5 мм. На шине прибора крепилось контрольное зеркало, позволявшее исключить из показаний влияние возможного общего поворота приборов. Замер деформаций производился с использованием миллиметровой шкалы на цилиндрической поверхности, соосной с образцом, при оптическом плече 2500 мм.

Возможность внецентренного растяжения контролировалась четырьмя тензометрами Мартенса в двух взаимоперпендикулярных сечениях образца и устранялась регулировкой эксцентриситета растягивающей нагрузки.

При проведении каждого опыта образец нагружался осевой силой и крутящим моментом до заданного значения интенсивности напряжений σi0 ("активное" или "первичное" нагружение). Затем следовало "пассивное" (или "вторичное") нагружение, состоящее из частичного снятия нагрузки и ее последующего увеличения при ином соотношении усилий.

В процессе нагружения вычислялись значения приращения интенсивности пластических деформаций ∆εi и средние значения модуля пластической податливости h.