ĪNCERCAREA DE AMBUTISARE DUPĂ METODA ERICHSEN
10.1. Aplicare
Īncercarea de ambutisare dupa metoda Erichsen se executa īn Romānia īn conformitate cu STAS 2112-86. Īn urma acestei īncercari se determina adancimea de ambutisare la care apar īn epruveta primele fisuri (aceasta adancieme reprezinta indicele Erichsen iar valoarea lui este citita direct pe 11511p152l aparat)
Pentru stabilirea indicelui Erichsen al materialului īncercat se ia media aritmetica a minim trei īncercari, pe epruvete din aceeasi bucata de material, daca īn standardul de produs nu sunt alte prescriptii.
10.2. Principiul metodei
Īncercarea consta din ambutisarea (deformarea īn matrita) a unei epruvete, stransa īntr-o matrita printr-un inel de strangere, cu ajutorul unui poanson cu capatul sferic, pīna la aparitia unei fisuri patrunse. Natura solicitarii īn timpul īncercarii este īntinderea biaxiala.
10.3. Epruvete folosite
Epruvetele au sectiunea de forma dreptunghiulara, patrata sau rotunda, avīnd latimea respectiv diametrul de cel putin 90 mm. Grosimea epruvetelor se masoara cu precizia de 0,01 mm.
Epruvetele pentru īncercari trebuie sa nu prezinte bavuri sau deformari. Īnainte de īncercare nu se admite īndreptarea la cald sau la rece sau tratarea termica a epruvetei.
Materialul īn rulouri se īncearca fara o īndreptare prealabila.
10.4. Echipamente folosite
Aparatul de īncercat consta dintr-o presa manuala sau o masina de īncercat electrohidraulica prevazuta cu o matrita, un inel de strīngere, un poanson avīnd la capat o calota sau o bila sferica fixata rigid, un dispozitiv pentru masurarea adīncimii de ambutisare, un dispozitiv pentru realizarea fortei de strīngere si, eventual, un dispozitiv de masurare a fortei sau presiunii maxime din timpul īncercarii.
Standul este compus din poansonul 1, proiectat īn asa fel īncāt sa se poata monta pe traversa mobila a masinii, placa port-pastila 6, care se fixeaza pe masa masinii 7, pastila activa 5 si placa de retinere 2.
Semifabricatul 3, este strāns īntre placa de retinere si pastila activa 5 prin intermediul suruburilor de fixare 4. O lubrifiere corespunzatoare se asigura prin lubrifierea poansonului īnaintea fiecarei īncercari.
Masina universala de īncercat la tractiune, compresiune si flambaj este un instrument universal de testare compus din doua sisteme principale: o traversa mobila si sistemul de control, care aplica sarcinile de īntindere sau compresiune materialului.
Sistemul de control al capului mobil permite programarea vitezei traversei mobile si asigura controlul pozitiei capului mobil.
Datele care se obtin sunt cele specifice tipurilor de īncercari pentru care a fost realizata masina, deci sarcini, deplasari, tensiuni, deformatii specifice, energii. Pe durata unei īncercari, rezultatele apar ca si valori instantanee ale sarcinii si deplasarii sau tensiunii si deformatiei specifice, iar la terminarea īncercarii, ca si valori īnregistrate de vārf sau īn puncte cerute de utilizator.
Precizia de citire a dispozitivului de masurare a adancimii de ambutisare trebuie sa fie de 0,1 mm. Constructia aparatului trebuie sa asigure posibilitatea determinarii precise a momentului aparitiei fisurii in epruveta.
|
|
|
|
Fig. 14 Standul experimental pentru determinarea capacitatii de ambutisare Erichsen |
Fig. 15 Vedere generala a standului Erichsen montat pe masina de īncercare |
Dimensiunile poansonului, matritei, inelului de strīngere si abaterile admisibile de la dimensiunile nominale sīnt indicate pe figura nr.10.1.
Figura nr. 10.1 - 1 epruveta, 2 matrita, 3 inelul de strangere, 4 poanson, a grosimea epruvetei, h adancimea de ambutisare
Poansonul, matrita si inelul de strīngere trebuie sa fie suficient de rigide pentru a nu suferi deformari care sa influenteze rezultatele īncercarii. Īn timpul īncercarii poansonul nu trebuie sa se roteasca īn jurul axei sale. Pe īntreaga cursa a poansonului, abaterea de la axa matritei la centrul partii sferice a poansonului nu trebuie sa depaseasca 0,1 mm.
Īn pozitia initiala, poansonul trebuie sa atinga suprafata epruvetei iar dispozitivul de masurare a adīncimii sa indice zero. Suprafata de lucru a poansonului care vine īn contact cu epruveta īn timpul īncercarii trebuie sa aibe o forma sferica si sa fie lustruita.
Suprafetele de contact ale inelului de strīngere si ale matritei cu epruveta trebuie sa fie plane, paralele īntre ele si perpendiculare pe axa penetratorului. Duritatea suprafetelor de lucru ale matritei, inelului de strīngere si poansonului trebuie sa fie de cel putin 750 HV (respectiv minim 61 HRC).
5. Modul de lucru
Īnainte de īncercare ambele fete ale epruvetei si suprafata activa a poansonului se ung cu o unsoare grafitata pentru evitarea gripajului.
Epruveta se introduce īntre inelul de strangere si matrita si se strange cu o forta de circa 10 kN. Īn lipsa unui dispozitiv de realizarea a fortei de strangere prescrisa, epruveta se va strange puternic, asigurandu-se mentinerea pe tot timpul īncercarii.
Distanta dintre centrele amprentelor si marginile epruvetei trebuie sa fie de cel putin 45 de mm, iar distanta dintre centrele a doua amprente īnvecinate de minim 90 de mm. Operatia de ambutisare trebuie sa se efectueze lent, īn mod continuu (fara socuri), cu o viteza īntre 5...20 mm/min.
Poansonul are o miscare verticala īn sensul negativ al axei Oy pāna īn momentul aparitiei ruperii materialului (figurile 5 si 6). Controlul unui proces de deformare plastica de acest tip este dificil, datorita unor aspecte caracteristice, cum ar fi: o suprafata de contact a poansonului cu semifabricatul relativ mica; tensiunile care apar īn material trebuie sa fie superioare celor care īl aduc īn stare plastica, dar trebuie sa fie mai mici decāt cele critice; starea de īntindere biaxiala este cea mai putin favorabila proceselor de deformare plastica.).
|
|
|
|
|
|
|
Fig. 5 Semifabricatul īn momentul anterior producerii ruperii |
Fig. 6 Semifabricatul dupa producerea ruperii |
Catre sfarsitul īncercarii se va reduce viteza catre limita inferioara, pentru a se putea determina cu precizie momentul aparitiei fisurii. Īn momentul fisurarii epruvetei, se observa de regula o scadere brusca a fortei de presare si se poate auzi un sunet metalic ascutit.
Momentul scaderii bruste a fortei de presare poate servi drept indicatie pentru terminarea īncercarii. Īncercarea se considera terminata īn momentul formarii unei fisuri patrunse, pe o lungime de circa 5 mm.
6.Rezultate si concluzii
Se va masura forta maxima de ambutisre la care a aparut fisura īn materialul semifabricat.
Se va observa atent suprafata fisurata a piesei masurīndu-se lungimea fisurii. Se va citi la instrumentul de masura cursa poansonului pīna īn momentul aparitiei fisurii.
Starea de tensiuni si deformatii obtinuta prin simulare indica posibilitatea atingerii starii plastice de solicitare īn semifabricat (conform, criteriului de plasticitate Von Mises) doar local īn zona poansonului, fapt care conduce la aparitia locala a unor tensiuni si deformatii specifice corespunzator mai ridicate.
Īn figura 7 este prezentata starea de tensiuni reprezentata prin tensiunile echivalente Von Mises. Aceasta este reprezentata la momentul maxim de patrundere a poansonului īn semifabricat īnaintea ruperii.
Distributia grosimii tablei īn momentul premergator ruperii, este prezentata īn figura 8. Se observa o reducere procentuala a acestei grosimi de 40,%, īn focarul deformatiei, dar si pastrarea īn limitele grosimii initiale, pentru mai mult de 85% din suprafata piesei.
|
|
|
|
Fig. 7 Starea de tensiuni reprezentata prin tensiunile echivalente Von Mises īn momentul anterior producerii ruperii |
Fig. 8 Harta distributiei grosimii semifabricatului īn momentul anterior producerii ruperii |
|
