Випробування кільцевих зразків на розтягування
Анотація
Бобух О. С., Вовк А. С., Кузьміна О. М., Андреєв А. K., Фролов Я. В., Самсоненко А. А. Випробування кільцевих зразків на розтягування. Oбробка матеріалів тиском. 2020. № 1 (50). С. 104-113.
Оцінка рівня механічних властивостей металевих виробів є одним з актуальних та важливих завдань у машинобудуванні. Міцність конструкцій, вага виробу та їх вартість залежать, зокрема, й від значень характеристик цих властивостей. Основні параметри механічних властивостей отримують статичними випробуваннями на стискання, розтягування, вигин або крутіння стандартних зразків, а також динамічними (ударними) випробуваннями. Виконання таких випробувань для зразків, отриманих з труб, пов’язані за складнощами, які заважають отриманню достовірних значень механічних властивостей. Це вимагає перевірки та удосконалення способів випробування таких зразків. Розробці методики таких досліджень, зокрема, присвячена стаття.
Розроблено пристрій та основну технологію для випробовування на розтягування кільцевих зразків, вирізаних з труб, з метою кількісної оцінки їх механічних властивостей. Особливістю пристрою є те, що він дає можливість компенсувати сили тертя під час випробування на розтягнення, а за рахунок змінних підшипників може бути адаптований до широкого асортименту труб. Було проведено дослідження форми та розміру концентратора напружень, нанесеного на зразок. Визначено взаємозв'язки між формою кривих навантаження при випробуваннях на розтягування та характерними силами у випадку використання різних типів концентраторів напружень. Для запобігання пластичній деформації в однiй з опорних секцій пропонується використовувати кільцеві зразки з концентраторами напружень у вигляді просвердленого у стінці кільцевого зразка отвору. Такий метод порівняно простий відносно інших методів тестування.
Для зразків труб, виготовлених з аустенітної сталі 1.4401 (EN 10027) та сталі 1,0580 (EN 10297-1), були визначені мінімально необхідні співвідношення площ у діаметрально протилежних опорних перерізах, які забезпечують пластичну деформацію лише в одному з них.
Посилання
DSTU 3365-96: Metal Tubes: Selection of Testings, Tube Stocks and Specimens for Mechanic and Technological Tests. Ukrainian National Standard. 1998. (in Ukrainian).
Dehtjarev V., Frolov I., Bobuh A., Kulak O., Svjatyna T. Stress analysis at tensile testing of ring samples, Metallurgical and mining industry. 2012. 7, pp. 227-233. (in Russian).
Arsene S., Bai J. A new approach to measuring transverse properties of structural tubing by a ring test. Journal of Testing and Evaluation. 1996. 24. 6, pp. 386-391. DOI: https://doi.org/10.1520/JTE11461J
Link T.M., Koss D.A., Motta A.T. Failure of zircaloy cladding under transverse plane- strain deformation. Nuclear Engineering and Design. 1998. 186, pp. 379-394. DOI: https://doi.org/10.1016/S0029-5493(98)00284-2
DSTU 2528-94: A Method for Tensile Testing of Annular Specimens under Conditions of Heating. Ukrainian National Standard. 1995.
ISO 8496: Metallic Materials, Tube, Ring Tensile Test. 2013.
Transvalor Forge v2008 2D and 3D Forging Data File – Users Guide.
Krajnyuk E.A., Mitrofanov A.S., Ozhigov L.S., Savchenko V.I. Strength and ductility of metal of heat-exchanging tubes of steam generator of power units with reactors WWER- 1000. Problems of Atomic Science and Technology. 2012. 2, pp. 52-55. (in Russian).
Kovalev V.V., Kiselevskii V.N., Borisenko V.A., Bukhanovskii V. High-temperature strength of KTTs-110 zirconium alloy. Strength of Materials. 2004. 36. 3, pp. 314-320 DOI: https://doi.org/10.1023/B:STOM.0000035765.22963.ad
Bringas J.E. Handbook of Comparative World Steel Standards, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA. 2004. DOI: https://doi.org/10.3139/120.110759
