Лабораторная работа №3
Определение характеристик сопротивляемости сварного Соединения разрушению при наличии трещиноподобных Концентраторов Цель работы: определение значений коэффициента интенсивности напряжений Кс, критического напряжения σкр для сварных соединений, выполненных диффузионной сваркой в вакууме. Методика проведения исследований. Исследования .проводятся на образцах которые выдаются руководителем работы. Рекомендуемые материалы - стали среднеуглеродистые, низколегированные или другие средней прочности. В зависимости от конкретного задания руководитель выдает образны, уже сваренные на различных режимах, или заготовки под сварку. Основные параметры режима сварки: температура нагрева, удельное усилие сжатия, время выдержки, разряжение в вакуумной камере. Более существенными и легко контролируемыми являются температура и усилие сжатая. Параметры режима задаются руководителем. Эскиз сваренного образца для проведения испытаний приведен на рисунке 6.5. Проводятся испытания на внецентренное растяжение на разрывной машине с предельным усилием не менее 50 кН. Общая структурная схема испытаний представлена на рисунке 6.6. В процессе испытаний на многоканальный (не менее 4-х каналов) самопишущий прибор подаются сигналы с датчика усилий, датчика смещений, который представляет собой тензоскобу с 4-мя тензодатчиками, соединенными по мостовой схеме и термопары. На четвертом канале самописца проводится отсчет времени. По данным, полученным в результате испытаний, строятся диаграммы в координатах "нагрузка - смещение", "температура - время", по которым определяются искомые характеристики. В связи с достаточно большой трудоемкостью экспериментальных исследований, работу целесообразно разделить на две части.
Рисунок 6.5 - Эскиз образца
Часть первая:. Определение коэффициента интенсивности напряжений Kic и критических напряжений в сварных соединениях, полученных диффузионной сваркой в вакууме. В процессе испытаний для определения K1c могут быть построены диаграммы четырех типов (по ГОСТ 25.506-85) [1]. Наиболее часто встречаются диаграммы типа-1 и типа-3 (см. рисунок 2.18). Диаграмма типа 1 характеризуется тем, что точка С расположена левее прямой ОВ, проведенной под углом, тангенс которого на 5% меньше тангенса наклона прямой ОА. В диаграмме типа 3 точка С лежит правее прямой ОВ. Прямую ОВ удобно строить следующим образом: из произвольной точки А опускают перпендикуляр на ось V и откладывают отрезок АВ=0,05 АЕ. Далее проводят прямую ОВ.
а б в Рисунок 6.6 - Устройство для проведения испытаний а - тензоскоба; б - схема соединения тензодатчиков; в - схема испытаний. Диаграммы испытаний плоских образцов приведены на рисунке 6.7.
а б Рисунок 6.7 – Диаграммы испытаний: а – тип 1; б – тип 2
Для диаграмм типа 1 в качестве расчетного принимают значение Pс, a типа 3- значение PQ. • Коэффициент интенсивности напряжений рассчитывают по формуле: Kq = Pq Y / t √B̅ где Y- поправочный коэффициент; t- толщина образца; В-эксцентриситет.
Y= 1З,74[1-3,38(L / В)+5,572(L / В)2]. Его можно также определить по таблице поправочных коэффициентов (Таблица 6.1)
Таблица 6.1 – Поправочные коэффициенты
Kic = Kq, если диаграмма типа 1. В противном случае можно определить лишь Кс =Kq.
Порядок выполнения работы 1. На установке для диффузионной сварки вместе с оператором сварить пять образцов для испытаний, варьируя режимы сварки по указанию руководителя, или получить от руководителя сваренные образцы. Записать режимы сварки. 2. Провести тарировку измерительной системы, включаю щей датчики усилий и перемещений в комплекте с записывающим устройством (самописцем Н 338) в соответствии с инструкцией. 3. Установить образец в захваты разрывной машины. 4. Закрепить на образце датчик перемещений. 5.Включить самописец, регистрируя скорость движения диаграммной ленты. 6.Включить разрывную машину и провести испытания до разрушения образца. 7.Провести испытания других образцов, согласно п.п.3-6. 8.Замерить необходимые размеры образцов после испытаний. 9.По зависимостям, вычерченным на диаграммной ленте, построить диаграмму "нагрузка-смещение". 10.Вычислить значения Kic,Gic. 11 .Построить зависимости вычисленных характеристик от параметров режима сварки. 12.Сделать выводы по результатам экспериментальных исследований, в которых отразить сущность показателей K1с, Kc и Gс
Часть вторая. Определение Gс по методу тепловой волны. Показатель Gс характеризует сопротивляемость металла распространению трещины. Испытания проводятся на тех же образцах, что и для определения Кс. По методу тепловой волны определяется разность температур горячего спая Т между т.А, находящейся на определенном небольшом расстоянии от трещины, и т.В, удаленной от трешины(необходимо, чтобы при максимальной температуре в т-А, температура в т.В еще не повышалась). Энергия распространения трещины G1Д определяется по формуле:
Где ср - объемная теплоемкость металла образца при температуре испытаний, Дж/см3*К; а- коэффициент температуропроводности,см2/с; ΔТ- приращение температуры в т.А, К; tm - время достижения максимального приращения температуры в т.А от момента разрушения,с. Для сталей можно в среднем принять: ср= 3.6 Дж/(см3*К), а=0,22 см2/с. При 0,7<=Ха<=1,2см, 0,8<=Ya<= 1,2см, t =2,5*Ха*0,75. Ф – функция интеграла вероятности, которая определяется по табличным данным. Порядок выполнения работы Данная часть работы может выполняться одновременно с предыдущей. 1. На установке для диффузионной сварки вместе с оператором сварить три образца для испытаний, варьируя режимы сварки поуказанию руководителя, или получить от руководителя сваренныеобразцы. 2. Провести тарировку измерительной системы, включающей термопару в комплекте с записывающим устройством в соответствии с инструкцией. 3. Установить образец в захваты разрывной машины; 4. Закрепить на образце термопару (вставить в отверстия т. А, т. В) и зачеканить. 5. Включить самописец, регистрируя скорость движения диаграммой ленты. 6. Включить разрывную машину и провести испытания до разрушения образца. 7. Провести испытания других образцов, согласно п.п.3-6. 8. Замерить необходимые размеры образцов после испытаний. 9. По зависимости, вычерченной на диаграммной ленте, построить диаграмму "температура-время". 10. Вычислить значения Gс. 11. Построить зависимость вычисленной характеристики от параметров режима сварки. 12. Сделать выводы по результатам экспериментальных исследований, в которых отразить сущность показателя Gс и объяснить его зависимость от параметров режима сварки.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (518)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |