Переход к содержанию страницы

Определение значения r по ISO 10113

Определение вертикальной анизотропии (значение r) по ISO 10113

 

Значение r (или, точнее, вертикальная анизотропия) представляет собой одну из типичных характеристик испытания на растяжение наряду с условным пределом текучести, прочностью при растяжении, пластической деформацией, относительным сужением и экспонентой упрочнения (значение n).Все эти характеристики предназначены для определения свойств металлических материалов, их используют в области исследований и разработок, а также для контроля качества и предстартовых проверок.Соответствующие стандарты: ISO 10113, ASTM E517 и JIS Z2254.

 

Что такое значение r по ISO 10113?

 

"Значение r у нагруженного в процессе (одноосного) испытания на растяжение металлического образца представляет собой „соотношение истинной пластической деформации ширины и истинной пластической деформации толщины“.(Определение из стандарта DIN EN ISO 10113).

Т.е. для расчета значения r необходимо измерение истинной пластической деформации ширины и толщины в пределах зоны равномерной деформации.Однако, т.к. значительно проще вместо изменения толщины измерить продольную деформацию, в основе стандарта лежит модель постоянного объема в зоне до максимального усилия Ag (зона равномерной деформации).Если исходить из того, что объем вплоть до пластической деформации экстензометраr- при максимальном усилии Ag остается постоянным, то для определения значения r изменение толщины можно заменить изменением длины (продольной деформацией).

Значение величины r

 

Если значение r равно 1, то мы имеем дело с изотропным материалом, у которого деформация изменяется по ширине и толщине в одинаковой степени.Если значение превышает 1, то по ширине деформация больше.Если значение меньше 1, то деформация больше по толщине.

 

Процедуры и методы по ISO 10113

 

В стандарте ISO 10113 регламентированы три процедуры и два метода для определения значения r.

3 процедуры:При автоматической процедуре как продольная, так и поперечная информация измеряется одним экстензометром.Также существует полуавтоматическая процедура, при которой экстензометр измеряет только продольную деформацию, а также ручная процедура, при которой как поперечную, так и продольную деформацию измеряют вручную.

При ручной и полуавтоматической процедуре значение r определяют по методу одной точки.При этом значение r получают при определенной степени пластического растяжения (например, определение значения при пластической деформации в 2% и 5%)

С другой стороны, автоматическая процедура дополнительно предлагает возможности метода регрессии, который охватывает весь диапазон деформации.Из данных истинной пластической продольной деформации и истинной пластической поперечной деформации в регламентированном диапазоне деформации определяется наклонная.

Рекомендуется использовать метод регрессии, поскольку он предлагает более надежные значения r, т.к. усреднение выполняется по всему диапазону, а не делается только „моментальный снимок“, как при методе одной точки (где определение проводится исключительно при 2 или 5% пластической деформации).

Изменение стандарта ISO 10113:анализ всей расчетной длины

 

Вплоть до 2020 г. определение значения r по ISO 10113 базировалось на том предположении, что металлический материал в области вплоть до зоны равномерной деформации Ag не проявляет сужения в пределах рабочей длины.Исходя из этого, ширина определяется локально в центре образца, и считается, что это значение является действительным для всей расчетной длины.Фактически же сужения в большей или меньшей степени (в зависимости от материала) возникают уже в течение равномерной деформации.У материалов со значением r больше 1 поведение явно поддается измерению.Это доказано различными исследованиями.

Т.е. для получения более реалистичных измеренных значений следует определять значение r по всей расчетной длине, т.к. оно включает в себя сужение материала.

По этой причине в августе 2020 г. в стандарт ISO 10113 было внесено изменение.

Изменение стандарта ISO 10113 (2020-08) для увеличения воспроизводимости значений r

 

Начиная с издания 2020 г., стандарт ISO 10113 (2020-08) рекомендует "для определения актуального уменьшения ширины использовать экстензометры, способные измерять уменьшение ширины в нескольких точках, в идеале равномерно распределенных по всей расчетной длине."

Это изменение в стандарте должно обеспечить получение реалистичных результатов испытаний и повысить их сравнимость.Кроме того, эту процедуру легче понять, т.к. для поперечной и продольной деформации рассматривается один и тот же объем образца.

Специально для этой рекомендации стандарта фирма ZwickRoell предлагает датчикvideoXtens T-160 HP.Он проводит измерения по 10 осям с равномерным распределением по всему диапазону измерения.Он выдает не только реалистичные значения r по ISO 10113, но и другие прецизионные высокоточные значения, т.к. он специально разработан для подобных испытаний.

Примеры значений r различных материалов по ISO 10113

СтальЗначение rm

Значение r

Сталь глубокой вытяжки DC041,850,70
IF-сталь DC062,150,55
Изотропная сталь H250G11,050,00
TRIP-сталь TRIP7000,85-0,02
Двухфазная сталь H300X0,95-0,10
Нержавеющая сталь X5CrNi18-101,00-0,30
Алюминий AlMg5Mn (мягкий)0,66-0,21
Алюминий AlSi1,2Mg0,4 (T4)0,640,20
Медь Cu0,80 - 0,95
Бронза CuSn1,00
Латунь CuZn37 (мягкая)0,91-0,03

 

Расчет значения r с помощью датчика videoXtens T-160 HP

Определение значения r по ISO 10113 с помощью датчика videoXtens T-160 HP

Подробнее об испытаниях тонколистовой стали

Тонколистовая сталь

От испытания на растяжение и глубокую вытяжку до определения твердости Фирма ZwickRoell предлагает обширную палитру оборудования для испытаний тонких стальных листов и лент.
к Тонколистовая сталь

Толстолистовая сталь

Фирма ZwickRoell предлагает машины для различных испытаний листовой стали (например, испытания на растяжение, изгиб, определение твердости)
к Толстолистовая сталь

Стальные листы и ленты

Испытание листовой стали на оборудовании фирмы ZwickRoell: фирма ZwickRoell предлагает машины для испытаний на растяжение и изгиб, а также определения твердости. От ручных систем до полной автоматизации.
к Стальные листы и ленты

Загрузки для стандарта ISO 10113

Имя Тип Размер Загрузить
  • Информация о продукте: videoXtens T-160 HP PDF 1 MB
Top