Диссертация (1144175), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Дляэтого используется световой измеритель скорости, размещенный на дульномсрезе ствола и включающий два точечных источника света, два фотоприемника,триггерные ячейки и цифровой частотомер, включенный в режим измеренияинтервала времени. Летящий в стволе ударник поочередно пересекает световыепучки, вызывая срабатывание триггеров. Зная расстояние между световымипучками (базу измерения) и время пролета этой базы, легко вычислить скоростьударника.Измерение деформаций производится с помощью наклеенных на боковуюповерхность стержней на значительном расстоянии от образца малобазныхфольговых тензорезисторов.

Причем для компенсации изгибных колебаний встержнях и увеличения амплитуды полезного сигнала в рабочих сеченияхнаклеено по 4 соединенных последовательно тензорезистора.Поскольку в процессе испытания регистрируется только динамическаясоставляющая деформации, то питание тензорезисторов осуществляется попотенциометрической схеме ввиду ее простоты и возможности питаниянескольких измерительных каналов от одного источника. Обе группытензорезисторовпитаютсяпостояннымтокомотстандартногостабилизированного блока питания через оригинальные схемы питания икалибровки.Сигналыстензорезистороврегистрируютсяспомощьюосциллографических карт National Instruments PXI-5112 (100МГц) совмещенныхс высокопроизводительным контроллером NI PXI-8186.

Внешнее управлениеосциллографическимикартамиосуществляетсячерезпользовательскийинтерфейс, реализованный средствами Lab View. Для определения масштабных93коэффициентов перевода координат точек на осциллограмме в величиныдеформации используется электрическая калибровка, реализуемая путемподключения к тензорезисторам масштабных сопротивлений известнойвеличины.Для запуска регистрирующей аппаратуры используется пьезокристалл,закрепленный на боковой поверхности нагружаемого стержня, вблизи от торца,воспринимающего удар. Сигнал от пьезодатчика через усилитель подается навход внешнего запуска осциллографа.Для перехода от величин электрического сигнала к величинам деформацийв стержнях измерительные каналы калибруются, причем для повышенияточности результатов калибровка производится перед каждой серией испытаний.В систему калибровки входит двухканальный генератор прямоугольныхимпульсов типа Г5-56, герконовые малогабаритные реле РЭС-55А икалиброванные масштабные сопротивления [75].

Калибровка измерительныхканалов производится следующим образом. Непосредственно перед испытанием(после прогрева аппаратуры) на осциллографе устанавливаются требуемыепараметры усилителей вертикального отклонения (чувствительность входов) инеобходимая скорость развертки. Коэффициенты вертикального отклонениялучей калибруются с помощью двухканального генератора Г5-56. Для этого свыхода одного из каналов генератора подается прямоугольный импульс нагерконовыерелеРЭС-55А,аспустянекотороевремя(подбираетсяэкспериментально для компенсации времени срабатывания реле) со второговыхода генератора подается импульс, запускающий осциллограф.

Присрабатывании реле своими контактами подключают к тензорезистораммасштабные калиброванные сопротивления, что моделирует скачкообразноеизменение сопротивления тензорезисторов. Это вызывает пропорциональныйскачок линий на экране осциллографа. Величины масштабных сопротивленийподбираются с таким расчетом, чтобы при выбранной чувствительности каналовосциллографа получить скачки линий, удобные для регистрации и обработки.94Обработка производится в соответствии с основной тензометрическойзависимостьюk R .RЗная величину a отклонения луча на экране осциллографа,при изменении сопротивления тензорезистора R на известную величину R вовремя калибровки легко вычислить тарировочный коэффициент KY.

Данныйкоэффициент связывает полученную на экране величину отклонения луча a прииспытании и соответствующую ей амплитуду импульсов деформации встержнях:KY RRk a.3.3. Результаты динамических испытаний при нормальных условияхВ таблице 3.2исследованныхпредставлены результаты испытаний для всех трёхматериалов при динамическом растяжении и нормальнойтемпературе (20 0С) при различной скорости деформации [ 76 – 80]. Размеры всехиспытанных образцов были одинаковыми (рис. 3.5)Рис. 3.5. Образец для испытанийПримеры полученных диаграмм динамического растяжения образцовпредставлены на рис. 3.6.95Таблица 3.2Результаты механических динамических испытаний исследованных материаловМатериалСкоростьдеформацииПределтекучестиПределпрочностиОтносительноеудлинениеОтносительноесужение , Sd , bd ,d ,d ,МПа775 ± 15725 ± 25810 ± 10450 ± 5550 ± 5570 ± 5525 ± 5,0575 ± 15600 ± 5,0МПа825 ± 25830 ± 10880 ± 20925 ± 25975 ± 25950 ± 10850 ± 50900 ± 10950 ± 10%20 ± 2,526,5 ± 0,522,5 ± 0,553 ± 0,555 ± 0,555 ± 1,531 ± 1,031 ± 1,031 ± 0,5%44 ± 1,042,5 ± 0,544 ± 1,065 ± 0,564,5 ± 1,566,5 ± 0,531 ± 1,033 ± 2,032 ± 0,5с-180011001500130016002000115015001800Титан 3МСталь08Х18Н10ТБронзаБрАЖНМц1500 1/c1500напряжение, МПанапряжение, МПа1600 1/c1000500t584-050t584-0600,10,20,3деформация1000500t585-0600-500а)0,10,2t585-05деформацияб)напряжение, МПа1800 1/c15001000500t586-07000,10,20,3деформацияв)Рис.

3.6. Примеры диаграмм нагружения испытанных металлов: а) сталь 08Х18Н10Т; б)титан 3М; в) БрАЖНМцПолученные результаты динамических испытаний показали, что висследованных диапазонах скоростей деформации прочностные (  Sd и  bd ) и96пластические характеристики (  d и  d ) титанового сплава 3М, нержавеющейстали 08Х18Н10Ти бронзы БрАЖНМц различаются незначительно, ноотличаются от аналогичных значений при статических испытаниях ( табл. 3.1).Однако изменение свойств с увеличениемскорости деформации поотношению к стандартным параметрам неодинаково как по материалам, так и похарактеристикам. Так для титанового сплава с повышением скоростидеформации прочностные параметры (пределы текучести и прочности)повышаются на 22 – 23%, при этом практически не изменяется относительноеудлинение, но на 18 – 22% увеличивается относительное сужение.Для нержавеющей стали предел текучести вырастает более чем в два раза,предел прочности повышается на 60 – 65%, но характеристики пластичности приэтом, хотя и незначительно (на 5 – 8%), но уменьшаются.Бронза занимает промежуточное положение (с точки зрения изменениясвойств) между титаном и сталью.

Её динамический предел текучести выше на35 – 55% больше статического значения, динамический предел прочности на 20– 30% выше статического, а оба параметра пластичности уменьшаются на ~10%.Таким образом, можно полагать, что бронза БрАЖНМц и сталь 08Х18Н10Тотносятся к материалам, для которых характерна классическая реакция(охрупчивание) на повышение скорости деформации – увеличение прочностныхи снижение пластических свойств. Такая реакция известна из многочисленныхисследований, начиная с работ Н.Н. Давиденкова [81]. Титановый сплавотносится к достаточно редкой группе металлов и сплавов, для которойхарактерно с ростом скорости деформации повышение как прочностных так ипластических свойств.Также на разрезном стержне Гопкинсона были проведены испытанияобразцов из бронзы БрАЖНМц, поверхность которых подверглась лазернойобработке по режиму, выбранному для золотниковых изделий послеисследований, проведенных в разделе 2.1.

Образцы были изготовлены из97заготовки(прутка)соследующими стандартнымимеханическимихарактеристиками: σ0,2 = 350±15 МПа, σВ = 575 ± 45 МПа, δ5 = 20 ±1, ψ = 32± 2.Результаты испытаний представлены в таблице 3.3. Пример диаграммынагружения на рис. 3.7.Таблица 3.3Результаты х динамических испытаний исследованных образцов бронзы послелазерного легированияСостояниеобразцовСкоростьдеформацииПределтекучестиПределпрочностиОтносительноеудлинениеОтносительноесужение , Sd , bd ,d ,d ,МПа400 ± 5400 ± 5550 ± 5580 ± 5,0500 ± 10480 ± 5,0МПа600 ± 15590 ± 5670 ± 10750 ± 15750 ± 15680 ± 10%13 ± 0,59,0 ± 1,023 ± 1,015 ± 1,015 ± 1,012± 1,0%11 ± 0,513,0 ± 1,018,0 ± 0,514 ± 1,014 ± 1,012 ± 0,5с-1ИсходноеЛегированное550750115075012501300Рис. 3.7.

Пример диаграмм нагружения легированных бронзовых образцовКак видно из представленных результатов в результате легированияувеличиваются прочностные параметры (  Sd ,  bd ) и незначительно снижаютсяхарактеристики пластичности (  d , d ).3.4.Результаты динамическихкоррозионных испытанийиспытанийметалловпослеОбразцы (рис. 3.5) из исследуемых материалов были выдержаны врезервуарах с проточной водой (имитирующей морскую) в течении 90 и 13598дней. Схема проведения коррозионных испытаний представлена на рис.

Характеристики

Список файлов диссертации