Разработка методики восстановления кривой деформационного упрочнения металлических материалов по диаграммам вдавливания конических инденторов

• Автор: Коновалов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Диссертация выполнена в Институте машиноведения Уральского отделения Российской академии наук

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Испытания на растяжение, кручение, сжатие
1.2. Испытания на твердость
1.3. Определение механических свойств испытаниями на твердость
1.4. Метод кинетической твердости
1.5. Аппроксимации кривых упрочнения
1.6. Определение кривой упрочнения по результатам индентирования
1.7. Приборы для измерения кинетической твердости
1.8. Постановка задачи исследования
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВДАВЛИВАНИЯ КОНИЧЕСКОГО ИНДЕН-ТОРА В УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОЕ ПОЛУПРОСТРАНСТВО
2.1. Постановка задачи вдавливания конического индентора в упругопластическое полупространство
2.2. Методика идентификации кривой упрочнения по результатам сжатия цилиндрических образцов
2.3. Кривые упрочнения сталей СтЗ, 08Х18Н10Т и меди МО
2.4. Результаты компьютерного моделирования внедрения конического индентора в упруго-пластическую среду
2.5. Выводы
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРИВОЙ УПРОЧНЕНИЯ МЕТОДОМ ВДАВЛИВАНИЯ КОНИЧЕСКИХ
ИНДЕНТОРОВ
3.1. Трехпараметрическая аппроксимация кривой упрочнения
3.2. Модель зависимости параметра закона Кика от параметров
кривой упрочнения при внедрении конических инденторов

3.3. Методика определения параметров кривой упрочнения по результатам индентирования
3.4. Определение параметров кривых упрочнения по результатам индентирования на испытательной машине Instron 8801
3.5. Выводы
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Разработка методики определения кривой упрочнения
с помощью портативного твердомера ТЕСТ-МИНИ-(УТ)
4.1.1. Адаптация прибора к задачам исследования
4.1.2. Определение начальной точки диаграмм вдавливания
4.1.3. Тестовые испытания
4.2. Исследование прочностных свойств оболочек из алюминиевого сплава АМгб
4.2.1. Постановка задачи исследования
4.2.2. Предварительные лабораторные испытания
4.2.3. Исследование фрагментов оболочек
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Документ об использовании результатов работы
На рис. 2.5, а линиями без нумерации представлены опытные кривые нагружения Р(Ак) по результатам осадки пяти образцов. На рис. 2.5, б показан их начальный участок. Кривые легли достаточно близко друг к другу, что свидетельствует о незначительном разбросе свойств по образцам. Начало оси Ак выбрано так, чтобы продолжение прямолинейного участка упругой стадии деформирования пересекало ее в точке Ак = 0.
На кривых нагружения можно выделить площадку текучести с незначительным упрочнением материала. На стадии перехода упругих деформаций в пластические наблюдается увеличение разброса экспериментальных значений и нет четко выраженного начального предела текучести. Поэтому за начало пластической деформации выбрали точку с координатами А к =0,1 мм, Р= 11,4 кН, изображенную на рис. 2.5, б символом я. Приняли, что на площадке текучести упрочнение изменяется линейно, а интенсивное упрочнение металла начинается при Ак = 0,24 мм.
Кривой 1 на рис. 2.5 представлена зависимость средней по экспериментам нагрузки Р от величины сжатия образца А к с учетом допущений, принятых для площадки текучести. При этом зависимость жесткости испытательной машины от нагрузки определяли по кривой 2 на рис. 2.4. Видно, что кривая нагружения образца существенно отличается от кривой нагружения системы образец - машина, что свидетельствует о необходимости учитывать жесткость испытательной машины при обработке экспериментальных данных.
Для текущего значения высоты образца к средняя по объему образца степень деформации Л вычисляется по формуле
А = л/31п(/г0 / к). (2.7)
Начальное приближение кривой упрочнения металла рассчитали в предположении однородности деформации по формуле