Tiêu chuẩn nhà nước TCVN 313:1969

Tiêu chuẩn nhà nước TCVN 313:1969 về Kim loại - Phương pháp thử xoắn qui định phương pháp xác định tính toán cơ học của kim loại khi chịu xoắn trong điều kiện lực tĩnh và nhiệt độ thường đối với mẫu có đường kính không nhỏ hơn 5 mm. Mời các bạn cùng tham khảo.

TIÊU CHUẨN NHÀ NƯỚC TCVN 313 - 69 KIM LOẠI PHƯƠNG PHÁP THỬ XOẮN Tiêu chuẩn qui định phương pháp xác định tính tốn học kim loại chịu xoắn điều kiện lực tĩnh nhiệt độ thường mẫu có đường kính khơng nhỏ mm I ĐỊNH NGHĨA VÀ KÝ HIỆU Định nghĩa ký hiệu tính chất học kim loại chịu xoắn sau: Tên gọi Môđun đàn hồi trượt Định nghĩa Tỉ số ứng suất tiếp biến dạng trượt tương đối, biến dạng chưa vượt giới hạn tỉ lệ Ký hiệu Đơn vị G N/m2 Biến dạng trượt Tỉ số chiều dài cung góc xoay tương đối tương đối hai mặt cắt ngang khoảng cách hai mặt cắt ngang Cung góc xoay phải lấy chu vi mặt cắt ngang Biến dạng trượt tương đối gồm có: % hư số - Biến dạng trượt đàn hồi (sau bỏ tải trọng ra, biến dạng mất) - Biến dạng dư (sau bỏ tải trọng ra, biến dạng lại phần) Giới hạn tỉ lệ Ứng suất tiếp, qui ước tính theo cơng thức xoắn đàn hồi, điểm đồ thị có tiếp tuyến hợp với trục ứng suất góc mà tang vượt giá trị ban đầu 50 % Giới hạn chảy Ứng suất tiếp qui ước tính theo cơng thức xoắn đàn hồi mẫu có biến dạng dư 0,3 % Giới hạn bền thực Ứng suất tiếp lớn tính theo mơmen xoắn lớn trước mẫu bị phá hủy, có kể đến biến dạng dẻo theo cơng thức: p = 3M Z d3 tl 0,3 p N/m2 N/m2 N/m2 dM d đó: d – đường kính mẫu, tính mm; Mz - mơmen xoắn lớn trước mẫu bị phá hủy, tính Nm; - góc xoắn riêng mẫu bị phá hủy, tính rađian/mm; dM - trị số xác định theo đồ thị (xem mục 32) d Giới hạn bền qui Ứng suất tiếp lớn nhất, tính theo cơng thức xoắn đàn ước hồi tương ứng với mômen xoắn lớn nhất, trước mẫu bị phá hủy p N/m2 Đặc trưng phá hủy xác định hướng phá hủy: phá hủy ứng suất tiếp gây nên (cắt đứt) vết gẫy xảy bề mặt vng góc (hoặc song song) với trục mẫu; phá hủy ứng suất kéo gây nên (kéo đứt) vết gẫy xảy theo đường xoắn ốc góc 450 so với trục mẫu II MẪU THỬ Mẫu dùng để thử xoắn kim loại phải có mặt cắt tròn Nên chọn đường kính phần làm việc 10 mm, chiều dài làm việc 50 mm hay 100 mm Chú thích Khi cặp mẫu vào máy thử xoắn, cặp phần làm việc mẫu chiều dài phần làm việc mẫu chiều dài tính tốn, cặp phần làm việc mẫu khoảng cách hai vị trí cặp máy chiều dài tính tốn Cho phép dùng mẫu sản phẩm có kích thước tỷ lệ với mẫu qui định điều tiêu chuẩn này, mẫu có dạng hình ống có hình dạng kích thước khác, song báo cáo kết thử phải có kèm theo dẫn kích thước hình dạng mẫu Căn vào phương pháp cặp mẫu vào ngàm máy thử, mà xác định hình dạng kích thước đầu mẫu Chỗ chuyển tiếp từ phần làm việc mẫu đến đầu mẫu phải lượn đặn Chênh lệch đường kính lớn nhỏ chiều dài phần làm việc mẫu khơng vượt q 0,2% đường kính Đo đường k�ịnh biến dạng trượt tương đối dư xoắn 20 Biến dạng trượt tương đối dư xoắn ( = ( ) tính phần trăm theo công thức: 2l )d 100 d 100 = đó: d – đường kính mẫu, tính m; , l xem điều 19; - góc xoắn riêng, tính radian/m Đối với kim loại dẻo, trị số biến dạng đàn hồi tương đối nhỏ, lấy biến dạng chung làm biến dạng dư: kim loại dẻo, biến dạng đàn hồi tương đối lớn, phải lấy biến dạng trượt chung trừ biến dạng đàn hồi Trị số biến dạng đàn hồi tính theo cơng thức: đh đó: đh - biến dạng trượt đàn hồi, tính %; b G 100 b - giới hạn bền xoắn, tính N/m2 ; G – mơđun đàn hồi trượt vật liệu biết, tính N/m2 C Xác định giới hạn tỉ lệ xoắn 21 Cặp mẫu vào máy tiến hành điều 17 22 Tiếp tục tăng lực tác dụng lên mẫu theo cấp một: lúc đầu tăng theo cấp lực lớn (dưới 2/3 giới hạn tỉ lệ dự tính), sau tăng theo cấp lực nhỏ (làm tay, bảo đảm đặn), sau cấp lực ghi trị số góc biến dạng Trị số cấp lực nhỏ phải chọn mẫu đạt giới hạn tỉ lệ tiến hành tăng cấp lực nhỏ Khi góc biến dạng ứng với cấp lực nhỏ tăng lên gấp 2-3 lần góc biến dạng ứng với cấp lực nhỏ ngừng thử 23 Kết thử tính sau: Trong giai đoạn vật liệu mẫu biến dạng tuân theo định luật Húc, xác định góc xoắn trung bình cấp lực nhỏ tăng trị số tìm lên 50% Mơmen xoắn tương ứng phải tìm nằm phần đường cong biến dạng cấp lực nhỏ có góc xoắn tính 24 Giới hạn tỉ lệ qui ước ( tl ) tính N/m2 theo cơng thức: tl = Z W đó: MZ - mơmen xoắn Nm (có điều 23); W – mơđun chống xoắn tính mm3 (đối với mẫu có mặt cắt tròn W = d3 ) 16 Tính kết xác đến 5x106 N/m2 (0,5 kG/mm2) D Xác định giới hạn chảy xoắn 25 Thử để xác định giới hạn chảy xoắn tiến hành giống thử xác định giới hạn tỉ lệ (xem điều 21, 22), tính tốn kết theo điều 27, 28 26 Khi xác định giới hạn chảy, coi biến dạng vật liệu trước giới hạn tỉ lệ biến dạng đàn hồi, sau giới hạn tỉ lệ biến dạng dư 27 Dựa vào trị số mômen xoắn MZ, số đọc góc xoắn ( dựa vào MZ, ( 2) tương ứng với giới hạn tỉ lệ, ) cấp lực sau, tính trị số ứng suất tiếp N/m2 = MZ W biến dạng trượt tương đối, tính % = đó: MZ – mơmen xoắn, tính N/m; W – mơđun chống xoắn tính Nm3 ( 22 )d 100 (đối với mặt cắt tròn W = , d3 ); 16 - số đọc góc xoay hai đầu chiều dài tính tốn, tính radian ( ); d – đường kính phần làm việc mẫu tính m; l – chiều dài tính tốn mẫu tính m 28 Lấy trị số biến dạng trượt tương đối vào trị số + 0,3% để tính 0,3 tính giới hạn tỉ lệ tăng thêm 0,3 % Dựa 29 Giới hạn chảy tìm đồ thị, xác định sau: Dựa vào trị số mơmen M Z góc xoắn ( ) tìm điều 23, 24 Tính ứng suất tiếp Trên trục hoành đặt trị số 0,3% (trị số qui định biến dạng dư giới hạn chảy) Từ điểm 0,3% kẻ đường thẳng song song với đoạn thẳng tỉ lệ, đến lúc cắt đường cong đồ thị Tung độ giao điểm trị số giới hạn chảy 0,3 phải tìm 30 Giới hạn chảy tìm theo biểu đồ máy thử, tỉ lệ biểu đồ biểu thị biến dạng trượt tương đối mm trục hồnh bảo đảm khơng lớn 0,1% biểu thị ứng suất tiếp mm trục tung bảo đảm không lớn 107 N/m2 (1kG/mm2) E Xác định giới hạn bền thực xoắn 31 Cặp mẫu vào máy tiến hành điều 17 32 Tăng trị số mômen xoắn tác dụng lên mẫu đến lúc mẫu bắt đầu xuất hiện tượng biến dạng dẻo, sau tiếp tục tăng lực đặn với cấp lực không lớn mẫu bị phá hủy, ghi trị số mômen xoắn số đọc góc xoắn ( ) tương ứng Dùng số trị số ( ) tương ứng với điểm đường cong theo cấp lực trước mẫu bị phá hủy, để tính trị số góc xoắn riêng = rađian/m theo công thức: Dựa vào giá trị số tính trị số mômen xoắn tương ứng M Z, lập phần đường cong liên hệ Mz Xác định đồ thị trị số d d ứng với điểm đường cong có mơmen xoắn lớn nhất, trị số tang góc tiếp tuyến điểm đường cong với trục hồnh (theo tỉ lệ thích hợp) 33 Giới hạn bền thực xoắn ( p ) tính theo cơng thức dẫn điều tiêu chuẩn G Xác dịnh giới hạn bền qui ước xoắn 34 Cặp mẫu vào máy, tiến hành diều 17 35 Tiếp tục tăng lực tác dụng lên mẫu lúc mẫu bị phá hủy, ghi trị số mômen xoắn M Z trước lúc mẫu bị phá hủy, số đọc , hai đầu chiều dài làm việc mẫu (các trị số đánh giá tính dẻo vật liệu) 36 Giới hạn bền qui ước xoắn p tính N/m2 theo cơng thức p đó: = MZ W MZ - mơmen xoắn, tính Nm; W – mơđun chống xoắn, tính m3 37 Kết thử xoắn ghi theo mẫu phụ lục tiêu chuẩn PHỤ LỤC BIỂU GHI KẾT QUẢ THỬ XOẮN KIM LOẠI Vật liệu nhãn hiệu vật liệu Hình dạng kích thước phơi sản phẩm dùng làm mẫu (thép cán định hình, thép tấm, thép ống v.v ) Loại chế độ nhiệt luyện mẫu thử (nếu có thử mẫu nhiệt luyện) Vị trí hướng lấy mẫu từ phơi (mẫu dọc, mẫu ngang) Ký hiệu qui ước mẫu thử Số thứ tự Mơ-men Góc xoay xoắn Mx tính độ (Nm) - - - Góc xoắn Tính độ - - - Tính Rađian Góc xoắn riêng mm chiều dài d d Ứng suất tiếp r r 180 - - - - ... cặp máy chiều dài tính tốn Cho phép dùng mẫu sản phẩm có kích thước tỷ lệ với mẫu qui định điều tiêu chuẩn này, mẫu có dạng hình ống có hình dạng kích thước khác, song báo cáo kết thử phải có kèm...trục hồnh (theo tỉ lệ thích hợp) 33 Giới hạn bền thực xoắn ( p ) tính theo cơng thức dẫn điều tiêu chuẩn G Xác dịnh giới hạn bền qui ước xoắn 34 Cặp mẫu vào máy, tiến hành diều 17 35 Tiếp tục ...MZ - mơmen xoắn, tính Nm; W – mơđun chống xoắn, tính m3 37 Kết thử xoắn ghi theo mẫu phụ lục tiêu chuẩn PHỤ LỤC BIỂU GHI KẾT QUẢ THỬ XOẮN KIM LOẠI Vật liệu nhãn hiệu vật liệu Hình dạng kích thước