Прочность при растяжении плоских образцов с угловыми вырезами Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Рис. 4. Структура цинкового покрытия стальной проволоки, изготовленной из стали марки Ст2сп(М)

Библиографический список

1. Леонов И.Г., Аристов О.В. Управление качеством продукции. М.: Изд-во стандартов, 1986. 200 с.

2. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии. М.: Изд-во стандартов, 1973. 172 с.

3. Основы управления качеством продукции. Полховская Т.М., Соловьев В.П., Карпов Ю.А. Раздел 1: Качество и управление качеством продукции. М.: МИСиС, 1990. 144 с.

4. Свиткин М.З. Система общего руководства качеством как гарантия обеспечения качества на предприятии // Стандарты и качество. 1996. № 5.

УДК 620.172.21:620.178.3 Д.Н. Парышев

ЗАО «Курганстальмост, В.Я. Герасимов

ГОУ ВПО «Курганский государственный университет»

ПРОЧНОСТЬ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ С УГЛОВЫМИ ВЫРЕЗАМИ

Величину упрочняющего эффекта и его изменение при растяжении образцов сплошного поперечного сечения и с угловыми вырезами (рис. 1) оценивали для отожженной стали 40Х.

Профильные вырезы с углом 2у = 60 град. на образцах были получены фрезерованием, а при их растяжении возникает схема плоского напряженного состояния [1]. При этом имеет место нелинейное распределение деформаций и напряжений в поперечном сечении деформируемого образца [2].

Определяющими параметрами при силовом нагружении образцов являются осевые напряжения о — Р\¥0 (МПа) и разрушающие напряжения (Р - растягивающая нагрузка; - площадь несущего сечения), а также электропроводность деформированного и упрочненного металла (оценивается по силе тока I (мкА) в микроамперметре, включенном в электрическую цепь генератора высокочастотных электромагнитных колебаний) [3].

Образцы подвергали ступенчатому силовому нагружению до разрушения и оценивали накопление упрочняющего эффекта по изменению электропроводности металла в выделенных зонах контроля по рис. 1.

б

Рис. 1. Плоские образцы сплошного поперечного сечения (а) и с профильными вырезами (б) и зоны контроля свойств металла

'2 1,2 +

а

При этом зона контроля 1 соответствует центральной части на сплошных образцах (а) и линии вырезов (б). По зоне контроля 2-2 определяется наклеп металла по линии действия растягивающей нагрузки.

Результаты, полученные при механических испытаниях плоских образцов сплошного поперечного сечения, показаны на рис. 2 в виде графических зависимостей 1 и 2.

Непрерывное увеличение электропроводности металла - до 4% (по кривым 1 и 2) свидетельствует о накоплении упрочняющего эффекта с одинаковой интенсивностью в центральной части сплошных образцов. Предельное состояние металла наступает при разрушении образцов с образованием «шейки».

з.

мкА 93

92

91

90

89

88

87

86

360 380 400 420 440 460 О, МПа

Рис. 2. Изменение электропроводности металла в зависимости от осевого напряжения при растяжении сплошных образцов в зоне контроля 1 (кривая 1) и в зоне 2 (кривая 2)

При растяжении образцов с профильными вырезами можно сравнивать изменение прочностной характеристики в виде разрушающего напряжения ср и электропроводности J деформированного металла при изменении длины пластической зоны (рис. 3). Так, сила тока непрерывно возрастает при увеличении растягивающей нагрузки и длины зоны пластического деформирования (кривая 2). Однако для разрушающего напряжения получен экстремальный характер его изменения, когда максимальные значения напряжения (порядка 456 МПа) соответствуют средним значениям длины деформационного поля. Это означает, что разрушение образцов происходит с непрерывным увеличением предельных напряжений - на 11% при определенной длине поля пластической деформации (порядка 34-36 мм) при общей длине образцов 250 мм. В этом диапазоне не изменяется электропроводность деформированного металла, что свидетельствует о медленном накоплении упрочняющего эффекта до предельной величины. После этого начинается уменьшение разрушающего напряжения (в среднем на 2,5%) при непрерывном росте силы тока до 5%.

Ор, 3

МПа 460

Рис. 3. Изменение предельного напряжения (кривая 1) и электропроводности металла (кривая 2) в зависимости от длины деформационного поля при растяжении образцов с профильными вырезами

Плоские образцы из стали марки 40Х подвергали усталостным испытаниям по схеме растяжения при напряжениях: стш = 133 МПа, стах = 266 МПа. При этом определяли долговечность образцов по числу циклов до их разрушения. Результаты приведены в таблице.

Сравнение долговечности плоских образцов из стали марки 40Х

Способ изготовления угловых вырезов Относительная глубина выреза, Число циклов N до разрушения

Фрезерование 0,25 13300

Выдавливание 0,25 35000

Повышение долговечности до 163% достигается при изготовлении вырезов пластическим деформированием металла по схеме выдавливания. Деформационное упрочнение металла соответствует его наклепу под впадинами накатываемой резьбы. Полученный результат согласуется с данными М. И. Писаревского при усталостных испытаниях стержневых крепежных изделий [4].

Библиографический список

1. Грубин, А. Н. Нелинейные задачи концентрации напряжений в деталях машин / А. Н. Грубин. - Л.: Машиностроение, 1972. - 160 с.

2. Ужик, Г. В. Прочность и пластичность металлов при низких температурах / Г. В. Ужик. - М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 192 с.

3. А.с. № 1837222 СССР, МКИ5 в 01 N 27/90. Устройство для вихретокового контроля / В.Я. Герасимов. - № 4816364/28; заявл. 11.03.90; опубл. 30.08.93, Бюл. № 32. - 3 с.: ил.

4. Писаревский, М. И. Накатывание точных резьб, шлицев и зубьев / М. И. Писаревский. - Л.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

УДК 331.453.24 О.В. Герасимова

ГОУ ВПО «Курганский государственный университет»

ВИБРАЦИИ И ИНЕРЦИОННЫЕ НАГРУЗКИ ПРИ РАБОТЕ КРИВОШИПНОГО ПРЕССА

Кривошипные прессы применяются при холодной и горячей штамповке при изготовлении различных деталей машин для металлургического машиностроения [1, 2]. При работе кривошипного пресса возникают вибрации и шум вследствие взаимодействия ползуна и деформируемой заготовки при действии переменных сил инерции. При этом интенсив-