SAMPLES FOR OBTAINING VARIOUS TYPES OF VOLUMETRIC STRESS-STRAIN STATE (VAT)
Keywords:
uniaxial testing machines, biaxial testing machines, test samples, biaxial loading, fracture mechanicsAbstract
Any vehicles and machines in experience both static and dynamic loads of varying magnitude and exposure time. The parts are calculated with the required margin of safety, depending on the scope of its application. The assessment is carried out for the most loaded section. The allowable stresses for materials are determined based on the stretching or compression diagram of the material, where the sample is subjected to uniaxial loading. However, real parts have a more complex type of loading during operation, including biaxial, which is not taken into account during uniaxial testing of the material, which will subsequently be used for the finished product. As a result, the real margin of safety decreases, which affects the service life or inability to withstand a single calculated maximum load. The reliability assessment of the parts of vehicles can be performed using tests of samples having a similar two-axis stress state, which allows obtaining such characteristics as: elastic limit, yield strength and tensile strength. To implement such tests, there are a number of specialized models and machines that allow loading along mutually perpendicular axes. Such machines are complex and expensive, for this reason, various adapters have been implemented to implement biaxial loading on uniaxial test machines. Samples have also been developed in which a biaxial type of loading is realized by means of uniaxial stretching, which simplifies the testing of materials.
References
Браун У. Испытания высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушения при плоской деформации/ У. Браун., Дж. Сроули. – М.: Мир, 1972. – 246 с.
Кобаяси А. Экспериментальная механика/ А. Кобаяси. – М.: Мир. 1990. – 615 с. ISBN 5-03-001543-4.
Керштейн И. М. Основы экспериментальной механики разрушения/ И. М. Кер-штейн, В. Д. Клюшников, Е. В. Ломакин. – М.: Изд-во МГУ, 1989. – 138 с. ISBN 5-211-00318-7.
Жуков А. М. Пластические свойства и разрушение стали при двухосном напряжен-ном состоянии // Инженерный сборник. 1956. Т. 20. С. 37–48.
Варвани-Фарахани А. Рост и закрытие двухосных усталостных трещин в стали 1045 при постоянной амплитуде и периодических перегрузках при сжатии / А. Варвани-Фарахани. – Ватерлоо: Ун-т Ватерлоо 1998. – 179 с.
Кузнецов А. С., Зилова Т. К., Фридман Я. Б. Методика оценки механических свойств листовых материалов при двухосном растяжении эллипсоидных сегментов // Заводская лаборатория. 1967. № 5. C. 608–612.
Патент на изобретение SU 1832186 A1 СССР, МПК G01N 3/32 Образец для испытания металлических труб на усталость при двухосном напряженном состоянии / Есиев Т. С., Басиев К. Д., Стеклов О. И.; опубликован: 07.08.93; патентообладатели: Северо-Кавказский горно-металлургический институт.
Лебедев А. А., Бойко А. В., Музыка Н. Р. Метод испытаний при равномерном двух-осном растяжении // Проблемы прочности. 1982. № 2. С. 105–107.
Авторское свидетельство 532782 СССР, МПК G01N 3/08. Способ испытания мате-риалов при плоском напряженном состоянии / Лебедев А. А., Ковальчук Б. И., Ламашевский В. П. [и др.]; опубликован: 25.10.76; патентообладатели: Институт проблем прочности АН УССР.
Авторское свидетельство 1670506 СССР, МПК G01N 3/32. Способ усталостных испытаний материала при неоднородном напряженном состоянии и образец для его осу-ществления / Капустин В. И., Сидоров О. Т.; опубликован: 15.08.91; патентообладатели: Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина и Новосибирский институт инженеров водного транспорта.
Ахрименко В. Л., Козлов И. А. К исследованию двухосного растяжения на плоских образцах // Заводская лаборатория. 1969. № 8. С. 996–997.
Бутушин С. В., Смыков В. Г. Метод проведения испытаний на усталость при двух-осном напряженном состоянии // Динамика, выносливость и надежность авиационных кон-струкций и систем: сб. науч. тр. М., 1978. Вып. 2. С. 3–8.
Беллетт Д. А., Морель Ф., Морель А. [и др.]. Двухосный усталостный образец для одноосного нагружения // Напряжение. 2011. №. 47 (3). С. 227–240.
Патент на изобретение RU 2516599 Российская Федерация, МПК G01N 1/28 Приз-матический образец для оценки прочности материала / Цвик Л.Б., Зеньков Е.В., Пыхалов А.А. и др.; опубликован: 20.05.2014; патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU).
Цвик Л.Б., Зеньков Е.В., Пыхалов А.А. Влияние геометрических параметров плоскоцилиндрических образцов с концентраторами напряжений на вид их напряженно-деформированного состояния. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование №3 (31), Иркутск, ИрГУПС, 2011 – С. 35–41.
Патент на изобретение RU 2360227 Российская Федерация, МПК G01N 3/08 Образец для оценки прочности материала при сложном напряженном состоянии / Цвик Л.Б. Че-репанов А.П., Пыхалов А.А. и др.; опубликован: 27.01.2009; патентообладатели: Открытое акционерное общество «Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения» (ОАО «ИркутскНИИхиммаш») (RU), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркут-ский государственный технический университет» (ГОУ ИрГТУ) (RU), Открытое акционер-ное общество «Ангарская нефтехимическая компания» (ОАО «АНХК») (RU).
Зеньков Е.В., Цвик Л.Б., Пыхалов А.А. Дискретное моделирование напряженно-деформированного состояния плоскоцилиндрических образцов с концентраторами напряжений в виде канавок // Вестник ИрГТУ. 2011. №7. С. 64 – 69.
Патент на изобретение RU 2734276 Российская Федерация, МПК G01N 1/28 Дис-ковый образец для оценки конструкционной прочности материала / Цвик Л.Б., Зеньков Е.В., Бочаров И.С. и др. ; опубликован: 14.10.2020; патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU).
Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. Инженерные методы/ Г.А. Смирнов-Аляев. – Л.: «Машиностроение». 1968. – 272 с.
