ÎNCERCAREA DE AMBUTISARE DUPĂ METODA ERICHSEN

ÎNCERCAREA DE AMBUTISARE DUPĂ METODA ERICHSEN

10.1. Aplicare

Încercarea de ambutisare dupa metoda Erichsen se executa în România în conformitate cu STAS 2112-86. În urma acestei încercari se determina adancimea de ambutisare la care apar în epruveta primele fisuri (aceasta adancieme reprezinta indicele Erichsen iar valoarea lui este citita direct pe 11511p152l aparat)

Pentru stabilirea indicelui Erichsen al materialului încercat se ia media aritmetica a minim trei încercari, pe epruvete din aceeasi bucata de material, daca în standardul de produs nu sunt alte prescriptii.

10.2. Principiul metodei

Încercarea consta din ambutisarea (deformarea în matrita) a unei epruvete, stransa într-o matrita printr-un inel de strangere, cu ajutorul unui poanson cu capatul sferic, pîna la aparitia unei fisuri patrunse. Natura solicitarii în timpul încercarii este întinderea biaxiala.

10.3. Epruvete folosite

Epruvetele au sectiunea de forma dreptunghiulara, patrata sau rotunda, avînd latimea respectiv diametrul de cel putin 90 mm. Grosimea epruvetelor se masoara cu precizia de 0,01 mm.

Epruvetele pentru încercari trebuie sa nu prezinte bavuri sau deformari. Înainte de încercare nu se admite îndreptarea la cald sau la rece sau tratarea termica a epruvetei.

Materialul în rulouri se încearca fara o îndreptare prealabila.

10.4. Echipamente folosite

Aparatul de încercat consta dintr-o presa manuala sau o masina de încercat electrohidraulica prevazuta cu o matrita, un inel de strîngere, un poanson avînd la capat o calota sau o bila sferica fixata rigid, un dispozitiv pentru masurarea adîncimii de ambutisare, un dispozitiv pentru realizarea fortei de strîngere si, eventual, un dispozitiv de masurare a fortei sau presiunii maxime din timpul încercarii.

Standul este compus din poansonul 1, proiectat în asa fel încât 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 strâns între placa de retinere si pastila activa 5 prin intermediul suruburilor de fixare 4. O lubrifiere corespunzatoare se asigura prin lubrifierea poansonului înaintea fiecarei încercari.

Masina universala de încercat 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 întindere 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 încercari pentru care a fost realizata masina, deci sarcini, deplasari, tensiuni, deformatii specifice, energii. Pe durata unei încercari, rezultatele apar ca si valori instantanee ale sarcinii si deplasarii sau tensiunii si deformatiei specifice, iar la terminarea încercarii, ca si valori înregistrate de vârf sau în 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.

Dimensiunile poansonului, matritei, inelului de strîngere si abaterile admisibile de la dimensiunile nominale sînt 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 strîngere trebuie sa fie suficient de rigide pentru a nu suferi deformari care sa influenteze rezultatele încercarii. În timpul încercarii poansonul nu trebuie sa se roteasca în jurul axei sale. Pe întreaga cursa a poansonului, abaterea de la axa matritei la centrul partii sferice a poansonului nu trebuie sa depaseasca 0,1 mm.

În pozitia initiala, poansonul trebuie sa atinga suprafata epruvetei iar dispozitivul de masurare a adîncimii sa indice zero. Suprafata de lucru a poansonului care vine în contact cu epruveta în timpul încercarii trebuie sa aibe o forma sferica si sa fie lustruita.

Suprafetele de contact ale inelului de strîngere si ale matritei cu epruveta trebuie sa fie plane, paralele între ele si perpendiculare pe axa penetratorului. Duritatea suprafetelor de lucru ale matritei, inelului de strîngere si poansonului trebuie sa fie de cel putin 750 HV (respectiv minim 61 HRC).

5. Modul de lucru

Înainte de încercare ambele fete ale epruvetei si suprafata activa a poansonului se ung cu o unsoare grafitata pentru evitarea gripajului.

Epruveta se introduce între inelul de strangere si matrita si se strange cu o forta de circa 10 kN. În lipsa unui dispozitiv de realizarea a fortei de strangere prescrisa, epruveta se va strange puternic, asigurandu-se mentinerea pe tot timpul încercarii.

Distanta dintre centrele amprentelor si marginile epruvetei trebuie sa fie de cel putin 45 de mm, iar distanta dintre centrele a doua amprente învecinate de minim 90 de mm. Operatia de ambutisare trebuie sa se efectueze lent, în mod continuu (fara socuri), cu o viteza între 5...20 mm/min.

Poansonul    are o miscare verticala în sensul negativ al axei Oy pâna în 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 în material trebuie sa fie superioare celor care îl aduc în stare plastica, dar trebuie sa fie mai mici decât cele critice; starea de întindere biaxiala este cea mai putin favorabila proceselor de deformare plastica.).

Catre sfarsitul încercarii se va reduce viteza catre limita inferioara, pentru a se putea determina cu precizie momentul aparitiei fisurii. În 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 încercarii. Încercarea se considera terminata în 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 în materialul semifabricat.

Se va observa atent suprafata fisurata a piesei masurîndu-se lungimea fisurii. Se va citi la instrumentul de masura cursa poansonului pîna în momentul aparitiei fisurii.

Starea de tensiuni si deformatii obtinuta prin simulare indica posibilitatea atingerii starii plastice de solicitare în semifabricat (conform, criteriului de plasticitate Von Mises) doar local în zona poansonului, fapt care conduce la aparitia locala a unor tensiuni si deformatii specifice corespunzator mai ridicate.

În figura 7 este prezentata starea de tensiuni reprezentata prin tensiunile echivalente Von Mises. Aceasta este reprezentata la momentul maxim de patrundere a poansonului în semifabricat înaintea ruperii.

Distributia grosimii tablei în momentul premergator ruperii, este prezentata în figura 8. Se observa o reducere procentuala a acestei grosimi de 40,%, în focarul deformatiei, dar si pastrarea în limitele grosimii initiale, pentru mai mult de 85% din suprafata piesei.