RU2445600C2 - Apparatus for compression testing samples made from sheet material - Google Patents
Apparatus for compression testing samples made from sheet material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445600C2 RU2445600C2 RU2009142355/28A RU2009142355A RU2445600C2 RU 2445600 C2 RU2445600 C2 RU 2445600C2 RU 2009142355/28 A RU2009142355/28 A RU 2009142355/28A RU 2009142355 A RU2009142355 A RU 2009142355A RU 2445600 C2 RU2445600 C2 RU 2445600C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wedge
- sample
- angle
- sheet material
- compression testing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических характеристик материалов и может применяться в качестве технологической оснастки в авиастроении, судостроении и других отраслях машиностроения.The invention relates to devices for determining the physicomechanical characteristics of materials and can be used as tooling in aircraft, shipbuilding and other engineering industries.
Известно устройство [1] для сжатия образца из листового материала, включающее станину с двумя стойками, установленный на ней прижимной упор из двух частей, клин с углом а между ними для образования клинового механизма и сменная опорная плита. Устройство позволяет производить сжатие образца приложенной к нагружающей плите силой без изгиба.A device [1] is known for compressing a sample of sheet material, including a bed with two uprights, a clamping stop of two parts mounted on it, a wedge with an angle between them to form a wedge mechanism, and a replaceable base plate. The device allows compression of the sample applied to the loading plate by force without bending.
К недостаткам данного устройства относится низкая точность сжатия образца из листового материала в условиях линейного напряженного состояния из-за невозможности определения оптимального значения угла клина α в клиновом механизме.The disadvantages of this device include the low accuracy of compression of a sample of sheet material under linear stress conditions due to the inability to determine the optimal value of the angle of the wedge α in the wedge mechanism.
Изобретение направлено на повышение точности сжатия образца из листового материала в условиях линейного напряженного состояния за счет определения оптимального значения угла клина в клиновом механизме.The invention is aimed at improving the accuracy of compression of a sample of sheet material under linear stress conditions by determining the optimal value of the angle of the wedge in the wedge mechanism.
Это достигается тем, что одна стойка выполнена в виде клина с одной рабочей поверхностью и углом α/2, а угол клина α в клиновом механизме определяется решением системы уравненийThis is achieved by the fact that one rack is made in the form of a wedge with one working surface and angle α / 2, and the angle of the wedge α in the wedge mechanism is determined by solving the system of equations
где α - угол клина; f - коэффициент трения в кинематических парах клинового механизма; b0, t0 - соответственно исходные ширина и толщина образца; Q - результирующая поперечная поддерживающая нагрузка, препятствующая искривлению образца; А, n - характеристики материала образца; ε - относительная деформация сжатия образца; ε/ - верхний предел интегрирования, равный необходимой степени сжатия образца; G - вес клина.where α is the angle of the wedge; f is the coefficient of friction in the kinematic pairs of the wedge mechanism; b 0 , t 0 - respectively, the initial width and thickness of the sample; Q is the resulting transverse supporting load, preventing the curvature of the sample; A, n - characteristics of the sample material; ε is the relative compressive strain of the sample; ε / is the upper limit of integration equal to the required degree of compression of the sample; G is the weight of the wedge.
На фиг.1 представлена расчетная схема устройства (вид сверху) для определения угла клина α. На фиг.2 показана расчетная схема сжимаемого образца для определения результирующей поперечной поддерживающей нагрузки Q.Figure 1 presents the design diagram of the device (top view) to determine the angle of the wedge α. Figure 2 shows the design of the compressible sample to determine the resulting transverse support load Q.
Устройство, схема которого представлена на фиг.1, включает в себя следующие основные элементы: станина 1 (смотри фиг.2) с двумя боковыми стенками 2 и стойками 3, 4, одна 4 из которых выполнена в виде клина с одной рабочей поверхностью и углом α/2; сменная опорная 5 и нагружающая 6 плиты, прижимной упор 7 в виде клина с одной рабочей поверхностью и углом α/2 и другой рабочей поверхностью для контакта со сжимаемым образцом; клин 8 с двумя рабочими поверхностями и углом α, установленный на станину между прижимным упором 7 и стойкой 4 для образования клинового механизма.The device, the diagram of which is shown in figure 1, includes the following main elements: bed 1 (see figure 2) with two side walls 2 and
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При приложении сжимающей силы Р к нагружающей плите 6 образец 9 с исходными размерами l0×b0×t0 (длина × ширина × толщина) начинает деформироваться. Увеличение его толщины вызывает воздействие на него результирующей поперечной поддерживающей нагрузки Q со стороны прижимного упора 7, вследствие чего последний начнет перемещаться вправо на величину увеличения толщины образца 9 - Δt, вызывая при этом движение клина 8 относительно стойки 4 и упора 7 в направлении от вершины клинового угла α.When a compressive force P is applied to the
Для определения угла α клинового механизма, при котором устройство обеспечивает равномерное сжатие образца без изгиба, рассматривается условие равновесия всех действующих в устройстве сил, в результате чего получают уравнение (1).To determine the angle α of the wedge mechanism, at which the device provides uniform compression of the sample without bending, the equilibrium condition of all the forces acting in the device is considered, as a result of which equation (1) is obtained.
Для расчета результирующей поперечной поддерживающей нагрузки Q применяется изложенная в [2] методика. На изображении фиг.2 показана расчетная схема сжатия образца. Здесь 2 - опорная стенка корпуса устройства, 7 - нагружающая плита, 6 - основание корпуса, 8 - сменная подкладка, 9 - образец. Рассматривается критерий положительности работы добавочных нагрузок dP и dQ [2], который в данном случае записывается в видеTo calculate the resulting transverse support load Q, the technique described in [2] is used. The image of figure 2 shows the calculated compression scheme of the sample. Here 2 is the supporting wall of the device body, 7 is a loading plate, 6 is the base of the body, 8 is a removable lining, 9 is a sample. The criterion of the positive operation of the additional loads dP and dQ [2], which in this case is written as
Здесь dl - изменение длины образца; знак "-" принят в связи с тем, что добавочная нагрузка dQ направлена на встречу направлению искривления оси образца при потере устойчивости; δ - максимальный прогиб изогнутой оси образца при его искривлении.Here dl is the change in the length of the sample; the “-” sign is adopted due to the fact that the additional load dQ is directed towards the direction of curvature of the sample axis with loss of stability; δ is the maximum deflection of the curved axis of the sample when it is curved.
Величину сжимающей силы можно определить по формулеThe amount of compressive force can be determined by the formula
Здесь σ - напряжение сжатия в образце; F - текущая площадь поперечного сечения образца; b и t - текущие ширина и толщина образца, которые можно рассчитывать по соотношениямHere σ is the compression stress in the sample; F is the current cross-sectional area of the sample; b and t are the current width and thickness of the sample, which can be calculated from the ratios
где ε - относительная деформация образца.where ε is the relative deformation of the sample.
Величину напряжения можно определять по аппроксимированному соотношению, определяющему кривую течения материалаThe voltage value can be determined by the approximated ratio that determines the material flow curve
где А, n - характеристики материала.where A, n are the characteristics of the material.
Поддерживающая поперечная нагрузка определяется по формулеSupporting lateral load is determined by the formula
где q - интенсивность постоянной распределенной по ширине b образца нагрузки, Н/мм.where q is the intensity of the constant load distributed across the width b of the sample, N / mm.
Изменение длины образца в (3) определяется по соотношениюThe change in the length of the sample in (3) is determined by the relation
а максимальный прогиб δ - по формулеand the maximum deflection δ - according to the formula
После подстановки всех вышеприведенных соотношений в (3) получим поддерживающую поперечную нагрузку (2).After substituting all the above relations in (3), we obtain the supporting transverse load (2).
Для осадки образца 9 часть его длиной Δ должна выступать из стойки 2 и прижимного упора 6. После сжатия образца на величину Δ и полной разгрузки устанавливают на станину 1 новую сменную плиту 5 толщиной больше на величину Δ по сравнению с первоначально установленной в устройстве сменной плитой. По мере деформирования образца процесс замены плиты 5 одна на другую продолжают до достижения необходимой степени сжатия ε/.To precipitate the
Таким образом, предлагаемый способ определения угла клина α в клиновом механизме позволит назначить оптимальные значения геометрических размеров основных элементов устройства и тем самым обеспечивать деформирование образца без изгиба с достаточной точностью.Thus, the proposed method for determining the angle of the wedge α in the wedge mechanism will allow you to assign the optimal values of the geometric dimensions of the main elements of the device and thereby ensure deformation of the sample without bending with sufficient accuracy.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2138034 «Устройство для испытания на сжатие образцов листового материала», Бюл. №26 от 29.09.1999.1. Patent of the Russian Federation No. 2138034 “Device for testing compression tests of samples of sheet material”, Bull. No. 26 dated 09/29/1999.
2. Хван Д.В. «Устойчивость при пластической осадке цилиндрической заготовки». Техника машиностроения. 1988 г. №3, с.40-41.2. Hwan D.V. "Stability during plastic settlement of a cylindrical billet." Engineering Engineering. 1988, No. 3, pp. 40-41.
Claims (1)
где α - угол клина; f - коэффициент трения в кинематических парах клинового механизма; b0, t0 - соответственно исходные ширина и толщина образца; Q - результирующая поперечная поддерживающая нагрузка, препятствующая искривлению образца; А, n - характеристики материала образца; ε - относительная деформация сжатия образца; ε′ - верхний предел интегрирования, равный необходимой степени сжатия образца; G - вес клина. A device for compressing samples of sheet material containing a bed with two racks, a pressure stop, a loading and replaceable base plate, a wedge with an angle α in a wedge mechanism, characterized in that one rack is made in the form of a wedge with one working surface and an angle α / 2, and the wedge angle α is determined by solving the system of equations
where α is the angle of the wedge; f is the coefficient of friction in the kinematic pairs of the wedge mechanism; b 0 , t 0 - respectively, the initial width and thickness of the sample; Q is the resulting transverse supporting load, preventing the curvature of the sample; A, n - characteristics of the sample material; ε is the relative compressive strain of the sample; ε ′ is the upper limit of integration equal to the required compression ratio of the sample; G is the weight of the wedge.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142355/28A RU2445600C2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Apparatus for compression testing samples made from sheet material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142355/28A RU2445600C2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Apparatus for compression testing samples made from sheet material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009142355A RU2009142355A (en) | 2011-05-27 |
RU2445600C2 true RU2445600C2 (en) | 2012-03-20 |
Family
ID=44734375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142355/28A RU2445600C2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Apparatus for compression testing samples made from sheet material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445600C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822782C1 (en) * | 2024-03-14 | 2024-07-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for compression testing of specimens from sheet and bar materials |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1719965A1 (en) * | 1989-12-26 | 1992-03-15 | Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. | Method of testing of materials for plasticity |
US5507189A (en) * | 1992-12-30 | 1996-04-16 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Apparatus for evaluating plane strain stretch formability, and method therefor |
RU2138034C1 (en) * | 1996-12-03 | 1999-09-20 | Воронежский государственный технический университет | Gear for compression test of samples of sheet material |
-
2009
- 2009-11-17 RU RU2009142355/28A patent/RU2445600C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1719965A1 (en) * | 1989-12-26 | 1992-03-15 | Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. | Method of testing of materials for plasticity |
US5507189A (en) * | 1992-12-30 | 1996-04-16 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Apparatus for evaluating plane strain stretch formability, and method therefor |
RU2138034C1 (en) * | 1996-12-03 | 1999-09-20 | Воронежский государственный технический университет | Gear for compression test of samples of sheet material |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822782C1 (en) * | 2024-03-14 | 2024-07-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for compression testing of specimens from sheet and bar materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009142355A (en) | 2011-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100557411C (en) | Double work position steel bar cold bending test machine | |
EP2910892B1 (en) | System and method for testing compression panels | |
JP2016003951A (en) | Method and device for tension-compression test | |
US11002647B2 (en) | Stress test jig and stress test method | |
CN105928785A (en) | Metal plate pulling-pressing experiment device in pure mechanical structure form | |
DE102016003772A1 (en) | Apparatus and method for measuring the straightness of a rod-shaped workpiece | |
Bernard et al. | Tests of profiled steel decks with V-stiffeners | |
Bae et al. | Tension/compression test of auto-body steel sheets with the variation of the pre-strain and the strain rate | |
RU2445600C2 (en) | Apparatus for compression testing samples made from sheet material | |
RU2019129754A (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS EVALUATION OF MECHANICAL AND MICROSTRUCTURAL PROPERTIES OF METAL MATERIAL, IN PARTICULAR STEEL, DURING COLD DEFORMATION | |
JP4895302B2 (en) | Elastic modulus measuring method, elastic modulus measuring apparatus, and program | |
RU2357224C1 (en) | Method of testing for relaxation under bending strain | |
US9103751B2 (en) | Device for transversely supporting a longitudinal test tube, and equipment for determining the mechanical bending properties of such a test tube | |
JP2016206104A (en) | Residual stress measuring method, elastic critical stress measuring method, residual stress measuring device and elastic critical stress measuring device | |
Young et al. | Measurement techniques in the testing of thin-walled structural members | |
RU2822782C1 (en) | Device for compression testing of specimens from sheet and bar materials | |
CN1685766A (en) | Arc furnace electrode length determination | |
CN112945746A (en) | Universal testing machine free of replacing clamp | |
CN110068508B (en) | Stress relaxation measuring device of copper strips | |
RU158496U1 (en) | STAND FOR DYNAMIC TESTS OF BENDED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS | |
RU2696070C1 (en) | Device for creation and measurement of destructive load | |
RU57905U1 (en) | DEVICE FOR TESTING COMPRESSION MATERIALS (OPTIONS) | |
De Pauw et al. | The effect of residual compressive stresses on fretting fatigue lifetime | |
RU157415U1 (en) | DEVICE FOR TESTING COMPRESSIVE CONSTRUCTIVE SIMILAR SAMPLES | |
RU2700337C1 (en) | Device for investigation of corrosion cracking of specimens of materials at compression with torsion in corrosive media |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121118 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140710 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151118 |