Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона листовых материалов при чистом изгибе тензометрическим методом

全文:

Обоснование. Упругие постоянные материалы используются в расчетах конструкций на прочность, жесткость, устойчивость, колебания, усталость. Значения этих характеристик могут быть найдены только путем множественных экспериментов. Упругие постоянные не могут находиться с помощью математических и логических расчетов и заключений. Для определения модуля упругости и коэффициента Пуассона проводятся эксперименты на кручение, растяжение, сжатие и изгиб.

Цель — исследование возможностей тензометрического метода в вопросе определения модуля упругости и коэффициента Пуассона, определение влияния прокатки и повышение точности при определении модуля упругости и коэффициента Пуассона.

Методы. Проводилось испытание образцов, выполненных из листовых авиационных материалов (Д16АТ, АМГ6-пр, 1Х18Н9Т, Титан, 30ХГСА, АМГ6-поп, МА-1), на четырехточечный изгиб с измерением деформации тензометрическим методом. Достоинства данного метода заключались в приложении малых усилий к образцу, постоянном поле напряжений на поверхности рабочей части образца, высокоточном измерении деформаций. Предпочтение отдавалось методике, основанной на четырехточечном изгибе образцов. Эксперименты выполнялись с использованием современной многоканальной микропроцессорной тензометрической системы ММТС-64. Для повышения точности измерений были предприняты следующие меры:

Результаты. После проведения эксперимента и последующей статистической обработки (задавались доверительными вероятностями β = 0,90; 0,95; 0,99 и критическим значением tкр = 2,04; 2,36; 3,02) были получены следующие результаты: минимальные, средние и максимальные значения модулей упругости (Емин, Еср, Емакс), приведенные в таблице 1. Выявлено, что направление прокатки влияет на модуль упругости АМГ-6: в продольном направлении модуль упругости выше в 1,07 раза, чем в поперечном направлении.

 

Таблица 1. Экспериментально определенные значения модуля упругости

Значения модулей упругости		Д16АТ	АМГ-6пр	1Х18Н9Т	ТИТАН	30ХГСА	АМГ-6поп	МА-1
β = 0,90, tкр = 2,04	Е мин, МПа	0,6920928	0,7132569	0,1872197	0,1070931	0,2124301	0,6647869	0,3944952
	Е ср, МПа	0,6938162	0,7148407	0,1883143	0,1074814	0,2137656	0,6664062	0,3949851
	Е макс, МПа	0,6955396	0,7164245	0,1894088	0,1078696	0,2151011	0,6680255	0,3954751
β = 0,95, tкр = 2,36	Е мин, МПа	0,69183	0,71667	0,189581	0,107930	0,215311	0,66828	0,39555
	Е ср, МПа	0,6938213	0,7148449	0,1883219	0,1074830	0,2137756	0,6664109	0,3949858
	Е макс, МПа	0,69581	0,71301	0,187052	0,107033	0,212226	0,66454	0,39442
β = 0,99, tкр = 3,02	Е мин, МПа	0,6912676	0,7124980	0,1866999	0,1069077	0,2117965	0,6640114	0,3942598
	Е ср, МПа	0,6938213	0,7148449	0,1883219	0,1074830	0,2137756	0,6664109	0,3949858
	Е макс, МПа	0,6963750	0,7171917	0,1899439	0,1080583	0,2157546	0,6688103	0,3957119
b = 0,90	Отклонение от среднего	0,25	0,23	0,58	0,3	0,62	0,24	0,12
Среднее значение коэффициента Пуассона		–0,32	–0,31	–0,27	–0,31	–0,28	–0,30	–0,32

 

Выводы. Данная работа позволила с высокой точностью определить модули упругости и коэффициенты Пуассона самых распространенных авиационных материалов (Д16АТ, АМГ6-пр, 1Х18Н9Т, Титан, 30ХГСА, АМГ6-поп, МА-1). Определено влияние прокатки на модуль упругости. Предложенная методика позволяет в соответствие с источником [1] уточнять механические характеристики конкретной партии листового материала и использовать более высокие расчетные значения.

作者简介

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: olya-zhaldybina@mail.ru

студентка, группа 1508-240501D, институт авиационной и ракетно-космической техники

俄罗斯联邦, Самара

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

编辑信件的主要联系方式.
Email: villiy.mekheda@gmail.com

научный руководитель, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры космического машиностроения имени генерального конструктора Д.И. Козлова

俄罗斯联邦, Самара

参考

补充文件