Угломер для испытаний на кручение

В обработке металлов давлением широко используют различного рода измерительные устройства. В статье представлена разработанная и изготовленная конструкция угломера для измерения угловых деформаций при упругом и пластическом кручении круглых образцов, в основу которого положен принцип работы планетарного механизма без подвижного солнечного центрального колеса. Угломер создан на основе конструкции угломера Бояршинова, в которую добавлены круглый транспортир с делениями от 0 до 360° и вращающаяся на оси стрелка для фиксации углового перемещения. Использование планетарной передачи позволило значительно повысить точность измерения углов поворота поперечных сечений образца друг относительно друга на расстоянии расчетной длины. В целях уменьшения веса угломера его основные детали были изготовлены из алюминиевого сплава Д16Т. При этом номинальные диаметры окружностей центрального колеса и сателлита составили соответственно D₁ = 220 мм, D₃ = 20 мм; модуль зацепления m = 1 мм; число зубьев на колесе равно 220, а на сателлите — 20. На крутильной машине КМ-50 проведены лабораторные испытания угломера на цилиндрическом образце диаметром 15 мм и рабочей длиной 120 мм из стали 40Х, результаты которых позволили определить упругий модуль сдвига с отклонением ~2,5 % от его справочного значения. По опытным данным построена диаграмма кручения, на основе которой по формуле П. Людвика получена диаграмма сдвига τ = τ(γ). Эта диаграмма пересчитана с использованием теории пластичности Мизеса в кривую упрочнения материала σ = σ(e). Полученные механические характеристики позволяют сделать вывод о достаточной точности измерения угловых перемещений с помощью данного угломера. Исходя из этого, разработанный угломер можно рекомендовать в качестве испытательной техники для определения механических характеристик материала в условиях сдвиговых деформаций. Угломер достаточно прост в исполнении и при эксплуатации.

1. Иванов М. Н. Детали машин. М.: Высшая школа, 2000. — 383 с.

2. Людвик П. Основы технологической механики. Расчеты на прочность. Вып. 15. — М.: Машиностроение, 1970. — 197 с.

3. Ишлинский А. Ю., Ивлев Д. Д. Математическая теория пластичности. — М.: Физматлит, 2003. — 704 с.

4. Ivanov M. N. Machine parts. — Moscow: Vysshaya shkola, 2000. — 383 p. [in Russian].

5. Ludvik P. Fundamentals of engineering mechanics. Strength calculations. Issue 15. — Moscow: Maschinostroenie, 1970. — 197 p. [in Russian].

6. Ishlinskiy A. Yu., Ivlev D. D. The mathematical theory of plasticity. — Moscow: Fizmatlit, 2003. — 704 p. [in Russian].