Диаграммы виттенбауэра

На предварительном этапе решают задачу построения диаграммы вдавливания W^d) для данного материала. Для этого получают данные о перемещениях при вдавливании в образец из данного материала, заведомо свободный от остаточных напряжений, для нескольких значений диаметра отпечатка d с целью определения показателя WQ. При этом одновременно фиксируют положение точек с максимальными перемещениями (базовый радиус rQ), в которых в последующем будет проводиться снятие показаний.

На предварительном этапе решают задачу построения диаграммы вдавливания W^^d) для данного материала. Для этого получают данные о перемещениях при вдавливании в образец из данного материала, заведомо свободный от остаточных напряжений, для нескольких значений диаметра отпечатка d с целью определения показателя WQ. При этом одновременно фиксируют положение точек с максимальными перемещениями (базовый радиус /•(>), в которых в последующем будет проводиться снятие показаний.

ки твердости: Н0,г, НВ, Ныакс (см. п. 8.10.3), а также строить диаграммы вдавливания. Эти приборы состоят из двух основных узлов: испытательной головки и съемного стола для крепления к детали. Испытательная головка, в которую входят нагружающий и силоиз-мерительный механизмы, микроскоп МПВ-1 для измерения отпечатков и батарейный источник питания с электролампочкой микроскопа, вращается вокруг вертикальной оси. В головке закреплена державка с двумя-тремя сферическими инденторами диаметром 2,5; 5 и 10 мм. Нужный индентор устанавливают в рабочее положение вращением державки вокруг своей оси. После нанесения отпечатка испытательную головку отводят в сторону до упора. В этом положении ось микроскопа совпадает с центром отпечатка. Приборы позволяют выполнять несколько испытаний в разных точках детали при однократном креплении; для этого головка прибора перемещается в пазах опорного стола. Приборы обеспечивают плавное приложение нагрузки на индентор (погрешность испытательной нагрузки не превышает ±1 %), прицельное нанесение отпечатков в выбранную точку на поверхности испытуемого материала. Точность совпадения центра отпечатка с центром перекрытия окулярного микрометра ±10 мкм. Габариты прибора МЭИТ-7 250X Х200Х180 мм, масса испытательной головки с креплением 11 кг.

8.10.2. ДИАГРАММЫ ВДАВЛИВАНИЯ ИНДЕНТОРА

Диаграммы вдавливания можно строить не только с помощью шара, но и инденторов другой формы. Однако при вдавливании, например, конуса или пирамиды для получения различных значений деформации в лунке не-

Рис. 8.16. Диаграммы вдавливания (а) и растяжения (б) низкоуглеродистой стали

Рис. 8.17. Диаграммы вдавливания стали 15Х1МФ, зарегистрированные автоматическим прибором при непрерывном вдавливании шара

Если среднее напряжение в лунке Н при постепенном вдавливании индентора подсчитывать как отношение нагрузки Р к площади поверхности отпечатка М, то диаграмма вдавливания в координатах Н, ф имеет сходство с условной диаграммой растяжения. Такие диаграммы вдавливания и растяжения, на которых отмечены характерные точки, показаны на рис. 8.16. На диаграмме вдавливания напряжения в лунке Нп.ц (твердость на пределе пропорциональности), Нт или Но,2 (твердость на пределе текучести), Нмакс (максимальная твердость) соответствуют пределу пропорциональности Стп.ц, пределу текучести 0Т или 00,2 и временному сопротивлению ств диаграммы растяжения, а деформация гЗдД соответствует равномерной деформации при растяжении 6Р

Построение диаграммы вдавливания по отдельным точкам при ступенчатом нагружении не в полной мере отражает кинетику поведения металла под возрастающей нагрузкой. Более полную информацию дают диаграммы вдавливания, полученные при непрерывном действии нагрузки и непрерывной регистрации параметров отпечатка. Такие диаграммы вдавливания шара, записанные автоматически на специальном приборе, приведены на рис. 8.17

[42]. Прибор автоматически может регистрировать диаграмму вдавливания в координатах Р, п, а также в координатах Р/п, 1г. При подсчете Н по методу Бринелля через глубину невосстановленного отпечатка, т. е. Н = Р/(я/3/г), отношение Р/1г связано с Н постоянным для данного шара коэффициентом 1/(яД), что позволяет просто оценить значение Н в любой точке диаграммы. Совершенствование приборов для автоматической записи диаграммы вдавливания, детальное исследование диаграмм и их связи с диаграммами растяжения представляют основную задачу при дальнейшей разработке безобразцовых методов определения механических свойств металлов по характеристикам твердости.

Принимая во внимание, что напряжения при вдавливании и растяжении следует сопоставлять при одинаковом значении пластической деформации, по первому способу временное сопротивление 0„ определяют по максимальной твердости Нмакс. Наиболее точно Нмакс можно определить по диаграмме вдавливания (рис. 8.17), но построение диаграммы вдавливания представляет собой довольно тру-доемкий процесс. С достаточной для практики точностью Нмакс подсчитывают по формуле

Рис. 83. Свойства диаграммы Виттенбауэра.

Рис. 84. К примеру 3. Построение диаграммы Виттенбауэра для одного цикла установившего-

275. В установившемся движении машинного агрегата его диаграмма Виттенбауэра представляет собой отрезок прямой тп, параллельный оси Т диаграммы. Длина отрезка тп равна 50 мм. Координаты точки т равны хт = 50 мм, ут = 100 мм. Определить коэффициент неравномерности движения установившегося режима, если масштабы по осям координат диаграммы Виттенбауэра равны Иг == 10 нм/мм, ц/п = 1,0 кем?/мм.

Определить коэффициент неравномерности установившегося движения, если масштабы по осям координат диаграммы Виттенбауэра равны \лт = 20 нм/мм, \im — 0,5 кг/мм.

В этом случае найти положения звена приведения, при которых его угловая скорость со принимает наибольшее а>1ТПХ и наименьшее wmi] значения, можно с помощью диаграммы Виттенбауэра, построенной для цикла установившегося движения ведущего звена машинного агрегата.

диаграмме отвечает определенному положению звена приведения. Если бы начало О координат диаграммы Виттенбауэра нам было известно, то лучи О — /и О — //, проведенные касательно к кривой Т = Т (/„) (так, как это показано на рис. 90, г) определили бы углыт>тах и tymin. По этим углам можно было бы найти значения еотах и comin.

Продолжаем касательные О — / и О — // до их пересечения в точке О (рис. 90, г). Точка О является началом координат диаграммы Виттенбауэра. Проводим через точку 0 ось Т ординат и ось /п абсцисс этой диаграммы. Очевидно, что отрезок а в масштабе ц; даст величину искомого момента инерции /„ маховика, т. е. будем иметь:

характер кривой Т — Т (ср) на этих участках различен. Кривая Т — Т (/п) носит название диаграммы Виттенбауэра по имени ученого, впервые рассмотревшего эту зависимость.

Если отложить значение кинетической энергии при ф = 0 от начала координат графика AT(Jn) вниз по оси ординат, то полученная точка От определит начало координат графика T(Jn). Луч, соединяющий любую точку диаграммы Виттенбауэра с началом координат От, образует с осью абсцисс угол гэ, тангенс которого

Затем по формуле (7.8) для исследуемого механизма строим график зависимости приведенного момента инерции /п от угла Ф, причем с целью упрощения последующего исключения переменной ф из графиков /п(ф) и ДГ(ф) располагаем координатные оси, как показано на рис. 58,0. Исключение угла ф выполняется путем нахождения пересечения горизонталей, проведенных из точек графика ДГ с вертикалями, проведенными из соответствующих точек графика /„ (рис. 58, г). Полученный график зависимости приращения кинетической энергии ДГ от приведенного момента инерции /п называется диаграммой Виттен-бауэра. По ней можно определить значение угловой скорости со начального звена в любом положении механизма, если известно значение со = со0 при ф = 0. Для этого откладываем значение кинетической энергии при ф = 0 от начала координат графика ДГ(/„) вниз по оси ординат. Полученная точка От определяет начало координат графика Т(/п). Луч, соединяющий любую точку N диаграммы Виттенбауэра с началом координат От, образует с осью абсцисс угол ty, тангенс которого пропорционален квадрату угловой скорости со. Для доказательства этого положения найдем из прямоугольного треугольника OnN

275. В установившемся движении машинного агрегата его диаграмма Виттенбауэра представляет собой отрезок прямой тп, параллельный оси Т диаграммы. Длина отрезка тп равна 50 мм. Координаты точки т равны хт —- 50 мм, ут = 100 мм. Определить коэффициент неравномерности движения установившегося режима, если масштабы по осям координат диаграммы Виттенбауэра равны ц г = Ю нм/мм, ц/п = 1,0 кгм*/мм.