PL226642B1 - Sposób i urządzenie do oceny nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób oceny nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego oraz urządzenie do stosowania tego sposobu.

Nagniatanie dynamiczne jest metodą obróbki przedmiotów metalowych, która polega na uderzaniu w powierzchnię przedmiotu elementami nagniatającymi, najczęściej w kształcie kuli. Po uderzeniu elementy nagniatające odbijają się od powierzchni przedmiotu, przy czym, prędkość odskoku jest mniejsza od prędkości uderzenia. Różnica energii kinematycznej przed i po uderzeniu zostaje zużyta na pracę odkształceń plastycznych i energię drgań. Stosunek prędkości odskoku do prędkości uderzenia nazywany jest współczynnikiem restytucji, którego wartość zależy od właściwości materiału przedmiotu i materiału elementu nagniatającego oraz prędkości uderzenia. Współczynnik restytucji opisany jest w książce: Leyko J., Mechanika ogólna, tom 2, PWN Warszawa 2008.

Przedmioty cienkościenne, charakteryzujące się małą sztywnością, wskutek uderzenia elementu nagniatającego odkształcają się, przejmując w ten sposób część energii uderzenia. Zatem ulega zmniejszeniu energia powodująca odskok elementu nagniatającego, czego skutkiem jest zmniejszenie prędkości odskoku.

Istotą sposobu oceny nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego jest to, że element nagniatający wprawia się w ruch prostoliniowy i doprowadza się do uderzenia, z prędkością uderzenia o określonej wartości z zakresu od 0,5 m/s do 300 m/s, w powierzchnię przedmiotu cienkościennego, a następnie w powierzchnię przedmiotu o dużej sztywności, po czym mierzy się prędkość odskoku elementu nagniatającego, zaś ocenę skutków nagniatania dynamicznego przedmiotu cienkościennego dokonuje się przez porównanie prędkości odskoku elementu nagniatającego od przedmiotu cienkościennego oraz od przedmiotu o dużej sztywności.

Istotą urządzenia do oceny nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego, posiadającego element nagniatający, przedmiot cienkościenny oraz przedmiot o dużej sztywności, jest to, że składa się z układu wymuszenia ruchu, połączonego z prowadnicą, w której umieszczony jest element nagniatający, uchwytu lewego oraz uchwytu prawego, połączonych z prowadnicą, w których zamocowany jest przedmiot cienkościenny lub przedmiot o dużej sztywności, w sposób umożliwiający uderzenie elementu nagniatającego w przedmiot cienkościenny oraz w przedmiot o dużej sztywności, a także układu pomiaru prędkości elementu nagniatającego.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na szybką i prostą ocenę nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego, pozwalającą na prognozowanie zmian stanu warstwy wierzchniej tych przedmiotów.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na schematycznym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój prowadnicy z przedmiotem cienkościennym, a fig. 2 - przekrój prowadnicy z przedmiotem o dużej sztywności.

Przykład realizacji: Ocenę nagniatania dynamicznego przedmiotu cienkościennego przeprowadzono dla stali C45. Po uderzeniu elementem nagniatającym w kształcie kuli o średnicy 6 mm, z prędkością uderzenia 15,1 m/s, w powierzchnię próbki o dużej sztywności nastąpiło odbicie elementu nagniatającego z prędkością odskoku 7,9 m/s, a po uderzeniu tym elementem nagniatającym, z zachowaniem jednakowej prędkości uderzenia, w powierzchnię przedmiotu cienkościennego nastąpiło odbicie elementu nagniatającego z prędkością odskoku 4,4 m/s.

Sposób oceny nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego polega na tym, że układ 1 wymuszenia ruchu wprawia element 2 nagniatający w ruch prostoliniowy wzdłuż prowadnic 3 i doprowadza do uderzenia, z prędkością o określonej wartości z zakresu od 0,5 m/s do 300 m/s, w powierzchnię przedmiotu 6 cienkościennego, który jest zamocowany w uchwycie 5 lewym i uchwycie 7 prawym. Przedmiot 6 cienkościenny pod wpływem uderzenia odkształca się z położenia A w położenie B. Następnie wykonuje się uderzenie tym samym elementem 2 nagniatającym, z taką samą prędkością w powierzchnię przedmiotu 8 o dużej sztywności. Po uderzeniu zarówno w przedmiot 6 cienkościenny jak i przedmiot 8 o dużej sztywności mierzy się prędkość odskoku elementu nagniatającego. Ocenę skutków nagniatania dynamicznego przedmiotu cienkościennego dokonuje się przez porównanie prędkości odskoku elementu nagniatającego po uderzeniu przedmiotu 6 cienkościennego oraz przedmiotu 8 o dużej sztywności.

PL 226 642 B1

Urządzenie do oceny skutków nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego składa się z układu 1 wymuszenia ruchu, połączonej z nim prowadnicy 3, w której znajduje się element 2 nagniatający, układu 4 pomiaru prędkości elementu nagniatającego oraz uchwytu 5 lewego i uchwytu 7 prawego, połączonych z prowadnicą 3. W uchwycie 5 lewym i uchwycie 7 prawym mocowany jest przedmiot 6 cienkościenny lub przedmiot 8 o dużej sztywności.

Claims (2)

1. Sposób oceny nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego, znamienny tym, że element (2) nagniatający wprawia się w ruch prostoliniowy i doprowadza się do uderzenia, z prędkością uderzenia o określonej wartości z zakresu od 0,5 m/s do 300 m/s, w powierzchnię przedmiotu (6) cienkościennego, a następnie w powierzchnię przedmiotu (8) o dużej sztywności, po czym mierzy się prędkość odskoku elementu nagniatającego, zaś ocenę skutków nagniatania dynamicznego przedmiotu (6) cienkościennego dokonuje się przez porównanie prędkości odskoku elementu nagniatającego od przedmiotu (6) cienkościennego oraz przedmiotu (8) o dużej sztywności.

2. Urządzenie do oceny nagniatania dynamicznego przedmiotów cienkościennych przez pomiar prędkości elementu nagniatającego, posiadające element nagniatający, przedmiot cienkościenny oraz przedmiot o dużej sztywności, znamienne tym, że składa się z układu (1) wymuszenia ruchu, połączonego z prowadnicą (3), w której umieszczony jest element (2) nagniatający, uchwytu (5) lewego oraz uchwytu (7) prawego, połączonych z prowadnicą, w których zamocowany jest przedmiot (6) cienkościenny lub przedmiot (8) o dużej sztywności, w sposób umożliwiający uderzenie elementu (2) nagniatającego w przedmiot (6) cienkościenny oraz w przedmiot (8) o dużej sztywności, a także układu (4) pomiaru prędkości elementu nagniatającego.