Методика визначення модуля нормальної пружності

4.4.1 Підготовка до випробувань.

4.4.1.1 Ділянка поверхні досліджуваного зразка обробляється у вигляді площини з параметром шорсткості R_а не більше 0,32 мкм і повинна містити не менше двох діаметрів плям контакту з сферичним індентором. Пружне впровадження індентора можна проводити в одне і теж місце поверхні досліджуваного зразка.

4.4.1.2 Не допускається зміщення зразка під час вдавлювання сферичного індентора.

4.4.1.3 Напрям зусилля вдавлювання перпендикулярний плоскій поверхні досліджуваного і контрольного зразків.

4.4.1.4 Величину навантаження вдавлювання призначають з умов: діаметр плями контакту сферичного індентора і досліджуваного зразка-не менше 3 мм; на контактній поверхні зразків після вдавлювання не повинно залишатися видимих неозброєним оком відбитків. Величина навантаження вдавлювання не входить в розрахункові формули для визначення нормального модуля пружності і постійної пружної деформації і в залежності від твердості і пружних властивостей матеріалу досліджуваного виробу (зразка) складає від 5 до 30 кН для індентора з R=200 мм і від 1 до 10 кН для індентора з R=100 мм.

4.4.1.5 Час витримки вдавлювання - 10 с при випробуванні металів і сплавів і 2 с при випробуванні пластмас.

4.4.2 Проведення випробування

4.4.2.1 Випробування проводяться на твердомірі типу ТШ.

4.4.2.2 При кожному вдавлюванню сферичного індентора:

- ретельно протирають контактуючі поверхні;

- м’яким пензликом покривають сферичну поверхню індентора тонким шаром 3...5 % розчину пластиліну в бензолі або ацетоні;

- після випаровування бензолу (ацетону) поверхню індентора легко протирають в одному напрямку шматочком фетрової тканини, яка залишає на плівковому покритті паралельні риски;

- встановлюють обойму з індентором в шпиндель твердоміра і виконують вдавлювання, як при вимірюванні твердості за Брінелем;

- після зняття навантаження виймають індентор з обоймою і заміряють, наприклад, за допомогою мікроскопу Брінеля або інструментального мікроскопу (типу НТ) діаметр отриманої плями контакту на плівковому покритті індентора.

4.4.2.3 Для вимірювання діаметра плями контакту використовують одностороннє бокове освітлення. Розміщений під мікроскопом індентор повертають навколо своєї осі до отримання найбільш контрастного зображення плями контакту (темна пляма- світлий фон);

4.4.2.4 Діаметр плями контакту вимірюють з точністю 0,05 мм і визначають як середнє арифметичне результатів не менше трьох вдавлювань.

4.4.3 Обробка результатів

4.4.3.1 Модуль нормальної пружності Е в МПа вичислюють за формулою

Е= (4.1)

де d і d_к – діаметри плям контакту, отримані при пружному вдавлюванні сферичного індентора однаковим навантаженням в досліджуваний і контрольний зразки відповідно;

Е_к – модуль нормальної пружності матеріалу індентора і контрольного зразка;

і _к – коефіцієнти Пуассона відповідно матеріалу досліджуваного і контрольного зразків.

4.4.3.2 Значення постійної пружності Е_к/(1- _к) матеріалу індентора і контрольного зразка, виготовлених із сталі марки ШХ 15 з твердістю HV 850 приймають рівним 21,9 ^. 10⁴ Мпа.

4.4.3.3 Коефіцієнт , якщо його значення попередньо не відоме, приймають рівним середньому значенню для даної групи матеріалів (таблиця 4.1).

4.4.3.4 Постійну пружності контактного деформування в МПа для розрахунку деталей, що працюють в умовах контактного навантаження, обчислюють за формулою

. (4.2)

Таблиця 4.1 – Інтервали значень крефіцієнтів Пуассона і їх середнє значення для різних груп матеріалів [8]

Поиск по сайту: