Обработка диаграмм растяжения

 

Обработку диаграмм растяжения осуществляли в следующей последовательности.

Определяли масштаб диаграммы по оси деформаций. Для этого через точку К, соответствующую концу испытания (разрыву образца), проводили прямую параллельную начальному прямолинейному участку диаграммы для исключения упругой деформации деталей испытательной машины и самого образца. Длина отсекаемого отрезка прямой на оси деформаций в миллиметрах в m раз больше остаточного (пластического) удлинения образца после разрыва , мм. Тогда масштаб диаграммы растяжения по оси деформаций равен

.

Для определения масштаба диаграммы растяжения по оси нагрузок необходимо определить положение на диаграмме растяжения точки , соответствующей максимальной силе растяжения. Для этого на оси деформаций откладывается отрезок численно равный (мм) от начала отсчета точки . Из точки проводится прямая параллельная прямолинейному участку диаграммы до пересечения с ней. Перпендикуляр , опущенный из точки на ось деформаций (мм) в раз меньше зафиксированного численного значения , т.е. масштаб по оси нагрузок определяется как

Диаграмму растяжения на участке равномерной пластической деформации разбивали на 8 участков. Из точек деления проводили прямые параллельные прямолинейному участку до пересечения с осью деформаций и опускали перпендикуляры на данную ось. Измеряя в миллиметрах длины соответствующих отрезков и используя масштабные коэффициенты, можно получить реальные значения удлинения и нагрузки, соответствующие данному моменту испытаний.

На основании полученных значений для каждой точки диаграммы растяжения проводили расчет текущих механических свойств сталей в процессе деформации.

Относительное удлинение образца определяется по выражению

в конце равномерного удлинения (точка )

,

Или, выражая в процентах, относительное равномерное удлинение определяется как

В конце испытаний получим относительное удлинение после разрыва

где индекс «100» указывает на начальную расчетную рабочую длину образца.

Относительное удлинение в конце испытаний рассчитывали по длине , определяемой из закона постоянства объема. Тогда

.

Относительное сужение поперечного сечения образца определяли по формуле

,

где - текущая площадь поперечного сечения образца.

Учитывая, что в процессе испытаний на растяжение текущий диаметр образца не измеряли, то относительное сужение определялось из закона постоянства объема

.

В конце равномерного удлинения получим относительное сужение поперечного сече6ния после разрыва

, %.

Для исключения влияния масштабного фактора (масштабов по оси деформаций и по оси нагрузок и размеров образца), а также упругой деформации образца и деталей испытательной машины был проведен расчет и построена диаграмма условных напряжений, т.е графическая зависимость условных напряжений от относительного удлинения : . Величину определяли как отношение текущей силы растяжения образца к начальной площади его поперечного сечения

.

Физический предел текучести и временное сопротивление (предел прочности) , модуль упругости , кроме графического, определяли тензометрическим (расчетным) методом. Диаграмма условных напряжений имеет три характерные точки, соответствующие пределу текучести , пределу прочности и разрыву образца.

Для оценки пластических свойств и сопротивления металла пластической деформации были построены кривые упрочнения первого и второго рода, представляющие графические зависимости сопротивления металла пластической деформации от относительного удлинения и относительного сужения , и , соответственно. Значения определяли следующим образом

.

Данное выражение справедливо только для участка равномерного удлинения. Для момента разрыва образца в соответствии с энергетическим условием пластичности

,

где - поправочный коэффициент, зависящий от значения .

Для использования полученных данных в экспериментально-аналитических методах определения напряженно-деформированного состояния при обработке металлов давлением был проведен расчет и построены графические зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций , . Интенсивность деформаций при растяжении равна логарифмической деформации в направлении оси образца. Из условия постоянства объема