Евгений Игоревич Орешко
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Evgeny I. Oreshko
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Николай Олегович Яковлев
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Nikolai O. Yakovlev
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Владимир Сергеевич Ерасов
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Vladimir S. Erasov
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Денис Антонович Уткин
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Denis A. Utkin
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Один из видов повреждения материала — пластическая деформация, которая может нарушить нормальную работу конструкции. В связи с этим разработана методика оценки степени повреждаемости металла. Для ее реализации изготовлен корсетный образец на растяжение из алюминиевого сплава системы Al – Zn – Mg – Cu. Из-за переменного поперечного сечения рабочей зоны образца при растяжении в нем возникало неоднородное напряженное состояние, для моделирования которого использован конечно-элементный комплекс ANSYS. Сначала измеряли твердость корсетного образца, затем его испытывали на растяжение до момента начала образования шейки и падения нагрузки на диаграмме деформирования. После разгрузки образца вдоль его рабочей зоны измеряли твердость по методу Бринелля и шероховатость поверхности. Результаты измерений твердости показали, что в зонах образца, где напряжения при растяжении ниже условного предела текучести материала, она соответствовала твердости исходного материала. В области образца, где при растяжении напряжения выше условного предела текучести, твердость повышалась и достигала максимума в центре образца, зоне минимального поперечного сечения. Таким образом, определяя изменение твердости и шероховатости поверхности по длине образца, связывали его с повреждаемостью материала. По результатам инструментального сферического индентирования разработана методика оценки механических характеристик материала. Она заключалась в испытании одного образца на твердость и на растяжение. По полученным экспериментальным результатам строили корреляционные зависимости нагрузок при растяжении и индентировании. Эти зависимости позволили по диаграммам вдавливания исследуемого материала получать расчетные диаграммы растяжения.
All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials, 17, ul. Radio, Moscow, 105005 Russia; e-mail: 89639619741@mail.ru
Plastic deformation is a type of material damage which can disrupt the normal operation of the structure. In this regard, the method for assessing the degree of damage to a metal sample has been developed. A corset sample for tensile tests was made from an aluminum alloy of the Al – Zn – Mg – Cu system. The ANSYS finite element complex was used to simulate an inhomogeneous stress state occurred in the sample working zone due to the variable cross-section upon tension. First, the hardness of the corset sample was measured, then it was tested for tension until the onset of necking and the load drop on the deformation diagram. After unloading along the sample working area, the Brinell hardness and surface roughness were measured. The results of the hardness measurements showed that in the areas where the tensile stresses are below the conditional yield stress of the material, the hardness value corresponds to the hardness of the starting material. In the areas where the tensile stresses are higher than the conventional yield stress, the hardness increases and reaches the maximum value in the center of the specimen, i.e., in the zone of the minimum cross-section. Thus, the damageability of the material can be assessed through the change in the hardness and roughness of the surface along the sample length. Proceeding from the results of instrumental spherical indentation, a technique for assessing the mechanical characteristics of the material was developed. The method consists in testing one sample for hardness and tensile strength with subsequent construction of the correlation dependences of tensile and indentation loads using the experimental results to obtain calculated tensile diagrams from the indentation diagrams of the material under study.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.