CC BY
8МИКРОСТРУКТУРНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ (ИЗМЕРЕНИЯ) КОНЕЧНЫХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ
Каскив П.
Каскив Полина - студент, Высшая школа машиностроения Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург
Цель работы: изучение микроструктурного метода исследования конечных пластических деформаций, определение главных направлений и главных нормальных компонент тензора деформаций при осадке цилиндра.
Используемое оборудование: персональный компьютер, набор фотографий микроструктуры исследуемых образцов, программа обработки графических файлов, программа расчета конечных деформаций по результатам микроструктурных измерений.
Основные положения микроструктурного метода исследования параметров деформированного состояния [1, 256].
Для определения параметров деформированного состояния в окрестности рассматриваемой частицы необходимо провести измерение величин ^ и d на фотографиях микрошлифов, изготовленного в плоскости физического сечения данной частицы.
В основу метода микроструктурного анализа положено измерение длин прямолинейных отрезков пересекающих в установленных направлениях определенное число зерен. Отрезки, на которых проводятся измерения, проводятся из центра окружности, вписанной в микрошлиф, через постоянное число градусов [2, 333].
За первоначальную величину отрезка ^ принимается длина прямолинейного отрезка, пересекающего определенное количество зерен (более 8-10). Установлено, что в этом случае при равноосной однородной исходной структуре металлического тела величина ^ является постоянной для всего объема тела и может быть предварительно определена, и принята в расчет при всех последующих измерениях во всех точках деформированного тела на любых стадиях его формоизменения.
Методика измерения ^ состоит из наложения сетки-транспаранта на фотографию микроструктуры образца. Далее, выбрав отрезок (один из 13) в заданном направлении, составляющим с нулевым направлением определенный угол 91, находится его длина при пересечении им установленного числа (10) зерен. Данные измерений заносятся в табл. 1.
Аналогичные измерения проводятся на деформированном образце, где в той же точке измеряются значения ф длины отрезков пересекающих 10 зерен в деформированном теле.
Порядок выполнения работы
На фотографии исходной недеформированной микроструктуры металла наносятся отрезки, на которых располагаются 10 зерен. Каждый отрезок наносится с угловым шагом 150 (Рис. 1).
Рис. 1. Анализ структуры недеформированного металла
Далее измеряются длины построенных отрезков. Полученные данные заносятся в табл. 1 (столбец d0l), подготовленную в программе Microsoft Excel.
Аналогичным образом поступаем с деформированной микроструктурой металла (Рис.2). Длины отрезков продемонстрированы в табл. 1 (столбец d).
Рис. 2. Анализ структуры деформированного металла По полученным данным определить среднее значение и заносим значение в табл. 1.
1 Оср
=èÎ> = 34-8
мм
Полученные результаты представлены в табл. 1.
Таблица 1. Анализ длин микроструктуры
Определение СО Определение С
Номер травления с? а р - <35 Т7 X и Я^ В"' а н о ■а а и £ в? о X о ■э СО, [пикс] ]с ск и а 5 ■3 ]с к и п[ я о = ■3 сИ, [пикс] тз ИТ и
я я
о О о 1Г1 1Г5 т ЧО т о 00~ 1Г1 1Г1 0,5201
с^ оо о о
- 1Г1 о т <4 т ч ч <4 00~ < <ч << 2
<4 т о т т о СП СП о
< < о < < ^ <4 < ч ч ю гч < ю <( 2 01,
о т со о <4 СА 1
< « 1Г1 < < ^ <4 ■чт" < С, ч ч <4 к- < ю 5 2,
о т т о со СП 1
< « О < < ^ СЛ 1Г5 Ч ЧО ч ч ю < 0,0985
о т со о <4 СА 1
< < ш < < 00 < ч ч 00 °9 00~ < 00 < 0,1838
о о со т о <ч <ч 1
< < < < ^ Ч ч ч 00 < 00 « 2,
0^
о ЧО ЧО о
1> о т т о <4 СА 1
< < 1Г1 о < < СП <4 чо Ч гч чо ч ч т ст9 < т оС < 0,1787
00 о т т о со СП 1
< < < « Ч ч ч т < т Г-, 0,0621
о (N1 чо чо
о <4 <4 о <4 гч 1
< « ч < ^ ч ч ч гч 00~ < гч 0<^ < 0,1963
1Г1 т 1Г5 ст9 ст9
Продолжение таблицы 1
А 1 2 11 10 Номер направления
А 1 80 165 150 91, [град]
А 0 0 0 (Шнач, [пике]
А 3 2,55 39,73 41,63 (Шкон, [пике]
34,8 А 3 2,6 39,7 41,6 (10, [пике]
А 0 0 0 (Инач, [пике]
А 5 8,59 А 4 9,23 35,26 (Икон, [пике]
83=-(е1+е2)= 1шпе(е=105)=е2= тахе(6=180)=81= А 5 8,59 А 4 9,23 35,26 (11, [пике]
-0,3414 -0,1787 0,5201 0,5201 0,3461 0,0123 £=1П((Ш(10)
Рис. 3. Значения главных компонент тензора деформаций
Вывод
В ходе проведения исследования были продемонстрированы методы микроструктурного исследования конечных пластических деформаций, определение главных направлений и главных нормальных компонент тензора деформаций при осадке цилиндра. Также с помощью расчетов были получены значения главных компонентов тензора деформаций при осадке цилиндра (Рис. 3), которые, соответственно, равны е1 = 0,5201 (при 0 и 180 градусах), е2 = -0,1787 (при 105 градусах) и их разность е3 = -0,3414.
Список литературы
1. Ковка и штамповка: справочник. В 4 т. Т. 2. Горячая объемная штамповка. 2-е изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. Е.И. Семенова. М.: Машиностроение, 2010. 720 с.: ил.
2. Справочник. В 4-х т./ Ред. совет: Е.И. Семёнов(пред.) и др. М.: Машиностроение, 1986. Т. 2. Горячая штамповка / Под ред. Е.И. Семенова, 1986. 592 с., ил.
