Научная статья на тему 'Анализ методов измерения механических характеристик материалов'

Анализ методов измерения механических характеристик материалов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
242
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ / MECHANICAL TESTS / ИСПЫТАНИЯ НА ТВЕРДОСТЬ / HARDNESS TESTS / МЕТОД ДИНАМИЧЕСКОГО ИНДЕНТИРОВАНИЯ / DYNAMIC INDENTATION METHOD

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кадыр Гулинур Алымжанкызы, Туркебаева Динара Бериковна

В статье рассматриваются методы измерения механических характеристик материалов. В результате анализа методов измерения механических характеристик сделан вывод, что методом для достоверного и оперативного определения механических характеристик материалов изделий является метод динамического индентирования, который заключается в непрерывной регистрации процесса контактного взаимодействия индентора с исследуемым материалом. Преимущество данного метода заключается в возможности контроля находящихся в эксплуатации объектов без изготовления специальных образцов и разрушения изделия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Анализ методов измерения механических характеристик материалов»

Заключение.

Непрерывное образование, личностный рост, постоянное развитие должны стать для каждого человека основной частью жизни. Без развития нет смысла существования на планете. Труд на благо предприятия, на благо человечества был основной целью всех великих людей. Но не один только труд сделал их таковыми. Они видели направление, перспективы роста. Некоторым из них помогла узреть эти факторы судьба, другим подсказали люди, добившиеся высот, однако не у каждого есть такая возможность в виду жизненных обстоятельств, загнавших человека глубоко в нору своего сознания нежелающего покидать комфортной зоны.

Наш ресурс позволит людям узнать возможности, рассмотреть варианты своего развития. Благодаря внедрению квалификационных рамок каждый желающий сможет осознанно двигаться по карьерной лестнице, а с помощью веб-ресурса «QUADIRGA» это можно сделать намного легче за счет использования современных веб-технологий и отлично проработанной методологической базы.

Список литературы / References

1. Национальная рамка квалификации, утвержденная протоколом от 16 марта 2016 года Республиканской трехсторонней комиссией по социальному партнерству и регулированию социальных и трудовых отношений. [Электронный ресурс]: Министерство здравоохранения и социального развития республики Казахстан: официальный Интернет-ресурс. Режим доступа: http://www.mzsr.gov.kz/ru/node/336526/ (дата обращения: 05.01.2017).

2. Пайсон М. ООП с примерами. [Электронный ресурс]: Ресурс для IT-специалистов. Режим доступа: https://habrahabr.ru/post/87119/ (дата обращения: 10.01.2017).

3. Проект Темпус "QUADRIGA". [Электронный ресурс]: КИМЕП: официальный Интернет-ресурс. Режим доступа: https://www.kimep.kz/international/tempus-project-quadriga/ (дата обращения: 25.12.2016).

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ Кадыр Г.А.1, Туркебаева Д.Б.2 Email: [email protected]

'Кадыр Гулинур Алымжанкызы —магистрант,

кафедра технологии интроскопии; 2Туркебаева Динара Бериковна —магистрант, кафедра технологии приборостроения, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург

Аннотация: в статье рассматриваются методы измерения механических характеристик материалов. В результате анализа методов измерения механических характеристик сделан вывод, что методом для достоверного и оперативного определения механических характеристик материалов изделий является метод динамического индентирования, который заключается в непрерывной регистрации процесса контактного взаимодействия индентора с исследуемым материалом. Преимущество данного метода заключается в возможности контроля находящихся в эксплуатации объектов без изготовления специальных образцов и разрушения изделия.

Ключевые слова: механические испытания, испытания на твердость, метод динамического индентирования.

ANALYSIS OF METHODS OF MEASUREMENT OF MECHANICAL CHARACTERISTICS OF MATERIALS Kadyr G.A.1, Turkebaeva D.B.2

'Kadyr Gulinur Alymzhankyzy - Graduate student, DEPARTMENT OF INTROSCOPY TECHNOLOGIES;

2Turkebaeva Dinara Berikovna - Graduate student,

INSTRUMENT TECHNOLOGY DEPARTMENT, ST. PETERSBURG NATIONAL RESEARCH UNIVERSITY OF INFORMATION TECHNOLOGIES, MECHANICS AND OPTICS, SAINT PETERSBURG

Abstract: methods of measuring the mechanical characteristics of materials are considered in the article. As a result of the analysis of methods for measuring mechanical characteristics, it was concluded that the dynamic indentation is a reliable and operative determination of the mechanical characteristics of materials of products, which consists, in the continuous registration of the process of contact interaction of the indenter with the material being studied. Advantages of this method is the ability to control the objects in operation without the manufacture of special samples and the destruction of the product.

Keywords: mechanical tests, hardness tests, dynamic indentation method.

УДК 620.17

Механические характеристики материалов определяют по результатам механических испытаний, при которых материал подвергают воздействию внешних сил. По характеру изменения во времени действующей нагрузки механические испытания могут быть статическими (на растяжение, сжатие, изгиб, кручение), динамическими (на ударный изгиб) и циклическими (на усталость) [1]. Одним из самых распространенных методов механических испытаний является измерение твердости, которое позволяет проводить измерения твердости на реальных конструкциях без их повреждения в процессе производства и эксплуатации [2].

Методы испытаний на твердость можно классифицировать следующим характеристикам:

- по способу приложения нагрузки: статические и динамические;

- по типу нагружения: вдавливания, отскока и царапания;

- по способу измерения значений параметров нагружения;

- по максимальным значениям прикладываемой испытательной нагрузки F и глубины индентирования hmsli : макроиндентирование ( 2H < F < 30kH ), микроиндентирование ( F < 2H,h > 0,2мкм), наноиндентирование ( h < 0,2мкм) [3].

пыл " шах " шах y

В настоящее время наибольшее распространение получили классические, статические методы измерения твердости: по Бринеллю, по Роквеллу, по Виккерсу. Твердость по методу Бринелля измеряют вдавливанием в испытываемый образец стального шарика определенного диаметра под действием заданной нагрузки в течение определенного времени. Зная твёрдость по Бринеллю, можно рассчитать предел прочности и текучести материалов [4]. При методе измерения твердости по Роквеллу индентором является алмазный конус или стальной закаленный шарик [5]. Сущность метода измерения твердости по Виккерсу заключается во вдавливании в испытуемый материал правильной четырёхгранной алмазной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями [6].

Наиболее совершенной разновидностью динамических методов испытаний на твердость является метод динамического индентирования с непрерывной регистрацией процесса ударного локального контактного взаимодействия индентора с испытываемым материалом, а именно регистрации всей кривой текущей скорости перемещения индентора, которая представляет собой исходную информацию о материале (рисунок 1) [7].

8 7 6 5

Рис. 1. Схема получения и преобразования первичных данных процесса внедрения индентора в материал: 1 — индукционный преобразователь; 2 — индентор; 3 — постоянный магнит; 4 — исследуемый материал; 5 — предварительный усилитель; 6 — блока синхронизации; 7 — аналого-цифровой преобразователь; 8 — персональный компьютер

Скорость индентора в каждый момент времени фиксируется с помощью магнитоиндукционного датчика [8]. При пересечении магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, витков катушки индуктивности в последней наводится электродвижущая сила (ЭДС) индукции пропорциональная скорости движения индентора во всем временном диапазоне контактного взаимодействия индентора с испытываемым материалом. Текущие значения ЭДС индукции представляют собой исходную информацию, позволяющую после ее обработки получить временные зависимости изменения скорости движения индентора, контактного усилия и перемещения индентора. Таким образом, результаты обработки регистрируемой первичной измерительной информации, позволяют определить значения основных параметров индентирования. В дальнейшем значения данных параметров могут быть использованы для оценки основных механических характеристик материала изделия [9].

В результате анализа методов измерения механических характеристик сделан вывод, что для достоверного и оперативного определения механические характеристик материалов возможность использования метода динамического индентирования, который обладает бесспорными преимуществами, заключающимися, прежде всего, в возможности контроля находящихся в эксплуатации объектов без изготовления специальных образцов и разрушения изделия.

Список литературы / References

1. Козловский А.Э., Бойцова В.В. Механические свойства материалов. Методы испытаний // Лабораторный практикум. Иванова, 2007. С. 5-7.

2. Дрозд М.С. Определение механических свойств металла без разрушения // Металлургия, 1965. С. 172.

3. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов // Наука. Москва, 1976. С. 230.

4. ГОСТ 9012-59. Метод измерения твердости по Бринеллю. Введ. 1960-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1959. С. 5.

5. ГОСТ 9013-59. Метод измерения твердости по Роквеллу. Введ. 1969-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1959. С. 3.

6. ГОСТ 2999-75. Метод измерения твердости по Виккерсу. Введ. 1976-01-07 М.: Изд-во стандартов, 1975. С. 6-4.

7. VriendN.M., Kren A.P. Polymer Testing, 2004. Vol. 23. № 4. P. 369-375.

8. Рудницкий В.А., Крень А.П. Испытание эластомерных материалов методами индентирования // Белорусская наука. Минск, 2007. С. 228.

9. Рудницкий В.А., Рабцевич А.В. Метод динамического индентирования для оценки механических характеристик металлических материалов // Дефектоскопия, 1997. № 4. С. 79-86.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.