Метод определения механических свойств и контроля качества конструкционных сталей ударным вдавливанием индентора

• Автор: Бескопыльный, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 335 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ
1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМАТИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНИЧЕСКОГО ИНДЕНТОРА С УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ В КВАЗИСТАТИЧЕСКОЙ ПОСТАНОВКЕ
2.1. Формализация процесса ударных испытаний сталей
2.2. Моделирование контактного взаимодействия конического индентора с упругопластическими средами методом конечного
элемента
2.3. Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов при статических и ударных испытаниях
2.4. Анализ динамического отклика на основе теоретически полученной модели и возможности оценки основных механических свойств материала
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УСЕЧЕННОГО КОНУСА С УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ В КВАЗИСТАТИЧЕСКОЙ ПОСТАНОВКЕ
3.1. Разработка аналитической модели взаимодействия усеченного конуса с упругопластическим полупространством
3.2. Моделирование взаимодействия усеченного конуса с упругопластическими средами методом конечного элемента
3.3. Сопоставление экспериментальных и теоретически полученных результатов при статическом и ударном нагружении усеченного конуса
3.4. Анализ динамического отклика на основе теоретически полученной модели и возможности оценки основных механических
свойств материала
3.5. Выводы
4. РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ИН ЛЕКТОРОВ С УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИМИ СРЕДАМИ
4.1. Постановка модельных задач динамического взаимодействия инденторов с измеряемой поверхностью
4.2. Аналитический подход к реализации моделей
4.3. Применение численных алгоритмов для анализа модельных
задач
4.4. Анализ динамического отклика и сопоставление теоретических и экспериментальных результатов
4.5. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СВЯЗИ МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ УДАРНОГО ВДАВЛИВАНИЯ
ИНДЕНТОРА
5.1. Методика эксперимента
5.2. Результаты эксперимента и определение механических свойств исследуемых сталей
5.3. Выводы
6. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИБОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ
6.1. Общие принципы, лежащие в основе ударных испытаний материалов на твердость
6.2. Разработка прибора для измерения твердости сталей
6.3. Разработка опытного образца прибора для определения основных механических свойств сталей
6.4. Оценка механических свойств цилиндрических оболочек при ударных испытаниях
6.5. Выводы
7. СТОХАСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ
7.1. Вероятностные модели механических свойств конструкционных сталей на основе распределений с параметром сдвига
7.2. Экспериментальное обоснование вероятностных моделей механических свойств
7.3. Выводы
8. РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА И МАТЕРИАЛА ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
8.1. Общие положения, лежащие в основе нового метода контроля качества материала элементов конструкций
8.2. Модели контроля качества с использованием теории экстремальных членов выборки
8.3. Экспериментальное изучение погрешности метода контроля качества
8.4. Модели контроля качества на основе байесовского статистического оценивания
8.5. Рекомендации по составлению планов контроля качества конструкционных сталей
8.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

дисперсивных пластических волн было осуществлено Дж. Беллом [45], в результате чего удалось сопоставить данные, полученные из квазистатического анализа по одноосному растяжению или сжатию, с областью высоких скоростей распространения пластических волн деформации конечной амплитуды. Методики таких экспериментов достаточно сложны и не позволяют использовать их в инженерной практике.
Некоторое применение нашли приборы копрового и пружинного действия, в которых массивный сферический наконечник падает на горизонтальную» поверхность испытываемого образца (прибор Николаева). Существует целый ряд пружинных вариантов такой методики (прибор Баумана и др.), однако погрешности измерений твердости в таких приборах достигают 15-25 %, при таком рассеивании результатов процесс измерения механических свойств будет давать погрешность в 50% и более.
Широкое распространение получил метод сравнительного определения твердости Польди, в котором удар молотком по бойку передается эталонной плитке и образцу, зажатыми между ними шариком. Современные модификации такого метода определения твердости были разработаны научными сотрудниками Волгоградского политехнического института Дроздом М.С., Славским Ю.И. и др. Вместе с тем сложность автоматизации процесса измерения делают такой прибор малоэффективным. Погрешности при использовании метода Польди-Хютте могут колебаться в различных случаях от 7 до 50% [87,151,152].
Достаточно привлекательна схема испытаний на твердость, когда индентор подлетает к измеряемой поверхности с начальной скоростью Уо , при этом измеряют отношение скоростей подлета и отскока. В такой схеме применялись различные инденторы: сферические, конические,
пирамидальные. Исследованиями немецких фирм, производящих приборы для измерения твердости материалов, показано, что такая схема