Pre-Monsoon Hemavathi理化参数的研究河流,Turuvekere,卡纳塔克邦,印度

拉库马·d·帕蒂尔先生¹戈尔教授,p . n²

打开学生,机械工程系,D.K.T.E.纺织工程学院,Ichalkaranji,马哈拉施特拉邦- 416115,印度
机械工程系副教授,D.K.T.E.纺织工程学院,Ichalkaranji,马哈拉施特拉邦- 416115,印度

文摘

本研究进行评估河流的水质Hemavathi赛季期间前季风时期。这是河Kaveri的主要支流之一。一个村庄附近的水样收集Turuvekere在两个不同的点。样本S1是村里的人口稠密区域和样本收集的S2上游一公里。各种理化参数研究了温度、pH、电导率,TDS,浊度、硬度、碱度、Ca2 +的浓度,Mg2 +和Cla离子等等。所有这些参数与世卫组织和ISI标准得出最后的结论在河的水的质量。

关键字

扭力测试、ASTM、Nadai方法、试样几何、扭矩、扭转角,应力-应变曲线,有限元分析

介绍

机械测试中扮演一个重要的角色在寻找工程材料的基本性质。这些可以用于新材料的发展。材料用于工程结构受到负载,重要的是要知道材料的强度和刚度,承受负荷。因此,数字实验技术开发的工程师对工程材料的机械测试。这些材料可能受到张力,压缩、弯曲或扭转载荷。在扭力测试材料适当的测试程序是必要的。它涉及到越来越多的标本在测试机器上。应用扭矩增量应用扭矩和相应的测量扭转角。使用适当的公式、人际关系和测量维度,剪切应力和剪切应变可以确定。然后,情节扭矩和扭角和剪切应力与剪切应变曲线。 From which material shear properties can be determined. [1]

足够的故障判据的建设包括裂缝的试验研究不同类型的应力状态,而张力和压缩实验传统上用于此目的是不够的。建设的断裂面在这种情况下,除了压缩和紧张的实验中,额外的剪切测试以及结合双轴测试薄壁管标本应该进行不同的几何。[2]Zarroug等。[3]检查结果结合吸加载测试进行低碳钢(En8)标本。有限元分析(FEA)的结果是根据实验结果进行验证。

Graber等。[4]应用新的近似方法计算stress-stain曲线从扭力测试结果。获得最佳精度的使用薄壁管标本建议尤其是流曲线偏离从指数强劲Ludwig-Holloman法律。的计算也利用“有效”的概念简称期间长度变形标本。

帕维尔等。[5]进行实验失效准则建设在固体或厚壁圆筒形扭力测试标本。

叫等。[6]进行了70个新断裂测试取得标本制成的聚甲基丙烯酸甲酯。扭力测试都是在室温下进行扭转载荷作用下的条件。半圆形的级距和U - Vnotches(开度角等于120°),根半径从0.1到7.0毫米。情节的扭矩载荷和扭角记录不同切口根部半径和切口深度。

吴Han-Chin et al。[7]进行了一系列的实验在铸造和挤压高纯铝材料单调扭转大应变条件。自由端和固定端扭转研究使用管状标本不同的计长度(长、中、短)。扭矩和扭角曲线都被记录下来,然后转化为真正的剪切应力-应变曲线的使用修改Nadai方法。游离端扭转和轴向压力的轴向扩展开发在固定端扭转记录。试样几何形状的影响进行了研究。发现,长,厚壁管状试样适合扭力试验在大应变范围。

Bressan等。[8]在开发、测试和运营一个电脑化的原型机。设备由横向扭力机由一个电动马达,一个轮子,水平轴和控制和采集的数据系统。编码器获得扭转角和转矩是衡量一个负载细胞。以恒定的角速度进行实验测试,施加一个恒定的剪切应变率的试样。扭力测试一直在进行退火1020材料,如钢铁、铜、纯铜和纯铝。应变率敏感性参数m已经评估从等效应力与应变曲线拉伸和扭转测试。在扭力测试m-values 0.072和0.045钢和黄铜。

伍特博拉等。[9]开发多轴的变形运动学和应力状态在批量金属成形过程中,可加工性评价要求材料试验使用轴向和扭转测试相结合。高温轴向和扭转测试系统(att)是为评估开发的各种材料的可加工性多应力状态和变形条件下到1300°C。本文有限元模型轴向扭转测试结果和无缝管挤压。

二世。实验

与扭力测试相关的问题是:材料的均匀性,应变测量、试样几何,剪切应力-应变曲线的测定实验扭矩和扭角曲线。这些问题解释如下:

1。材料均匀性:如果材料不均匀,会发生不均匀变形,导致区域几乎未变形的塑性变形发生在剩余的标本的一部分。应变集中将导致剪切带的早期发展本地化的标本。这是一个非常严重的问题,特别是当使用长标距长度的标本。

2。应变测量:一个重要的问题与扭力测试和联合axial-torsion测试相关的应变测量。不会导致精确的应变测量方法由于试样的几何放大结束。

3所示。试样几何:扭力测试已经进行了使用管状试样,实心轴。管状标本用于大多数的研究。这种类型的标本的优势是:(一)精确剪切应变测量可以获得,因为长计部分,这种类型的标本;(b)可以获得精确的应变测量轴向和箍菌株;(c)标本可能用于结合axial-torsional测试;(d)标本适合测试涉及卸载/重新加载/循环荷载;和(e)剪切带的标本可以用于调查本地化。中提到的轴向应变(b)深受试样几何固体轴可以实现很大的应变不屈曲。

4所示。剪切应力-应变曲线的测定:它使用一个理论将扭矩和扭角曲线转化为剪切应力-应变曲线。大多数的理论如Nadai[1950]或Canova et al。[1982]不占试样的长度变化扭转,因此,不会导致游离端扭转的准确的结果。虽然方法可以用来获得准确的剪切应力-应变曲线为固定端扭力试验(吴et al ., 1997)。因此,自由端扭力管标本仍然是一个实用的测试真正的剪切应力-应变曲线的测定。为此,实验数据对轴向和箍压力也是必要的。基于Nadai方法,吴et al。(1992年,1997年)发明了一种方法,通过占轴向和箍压力,提供了一个真正的剪切应力-应变曲线的自由端扭力测试。这真正的剪切应力-应变曲线是一致的,决定从固定端扭力测试。

标本进行了在不同的加载模式:(i)保持张力或轴向位移不变,增加扭矩扭角(2)保持转矩或扭角不变,增加负载或轴向位移。[3]试验进行了不同试样几何的不同材料低碳钢、铝。记录扭矩和扭角的不同负载。应力-应变曲线绘制从记录数据通过使用Nadai刚性模量的确定方法和价值。还在室温下应变率参数决定。研究标本几何扭转的影响测试结果。的尺寸

标本如计量长度、圆角半径和直径不同,对变形曲线的影响进行了研究。提出了一种新的有效半径的计算压力和剪切应力为固体标本toque-twist数据。

三世。实验结果

在图1中,扭转试样材料如铝、钢铁、铜和铜所示。标本是空心,标本是根据刚度设计标准。

在表1中,不同尺寸的空心标本显示。

在Figs.2和4,扭转目前的转矩曲线结果与塑料的扭转角扭力测试显示1020年商业纯铝和钢。

在无花果。3和5的图表示这些材料的剪切应力与剪切应变曲线。

在图3中,固体之间的差异和管状标本塑料可以观察到的行为。固体样品的收益率较低的曲线和一个更大的伸长或破裂的剪切应变。因此,硬化曲线是不同的,固体标本显示加工硬化系数较低。管状试样的剪切应力梯度在固体样品的厚度是微不足道的,但不是。剪切应力破裂点所示绘制曲线是非常清楚的。因此,管状标本更可靠。

在图4中,固体塑料行为和管状铝标本相当多样化。固体样品提出了更大的伸长和硬化曲线有三个最大负载点。因此,一些软化变形过程中一直存在的扭力测试。这可能是由于软化的绝热剪切带。

在表2中,不同尺寸的固体标本显示1020年的钢铁和铝。

固体样品增加延性或伸长,虽然有相同的有用的陆长度的管状试样。这可能是由于在其纵轴试样压缩标本是限制在其结束,一般来说,有一些轴向应变。

管状标本,断裂发生在最大负载或在不稳定点,见图5。这一现象重复发生在所有测试材料管标本。扭力测试曲线优于拉伸试验由于其较高的应变速率和应变率硬化机制或积极的m值。另一方面,拉伸试验的断裂应变大于扭力测试。因此,高应变率降低了钢延性和断裂应变。此外,加工硬化系数n值是不同的。然而,铝的情况完全不同。扭力测试的等效断裂应变大于拉伸试验:大约3倍的断裂应变拉伸试验。拉伸测试的参数m铜和铜为零,然而,1020年的钢铁和铝是0.013和0.027,分别。在扭力测试them-values 0.072钢铁,0.045为铝和铜黄铜和0。

第四,有限元分析的结果

Axial-Torsion测试

不同作者提出了多种塑性模型扭转变形[9]。然而,文学在钢形变场轴向扭转变形的数值模拟是稀缺的。轴向扭转试样的几何轴对称;这个过程并不是服从传统的轴对称有限元建模由于扭转加载。有限元分析的广义轴对称单元制定允许一个额外的自由度扭转加载应用于轴对称元素的轴。这些元素完全集成双线性形式,指定为CGAX4,有限元模型中使用了下列测试:

(我)纯扭转速度1 rpm:计直径= 15毫米和标距长度= 78.2毫米,圆角半径= 25毫米,一个革命。(2)纯扭转1 rpm速度:规直径= 10毫米和标距长度= 10毫米,圆角半径= 5毫米,一个革命。(iii)扭转1 rpm和压缩在0.083 mm / s:规直径= 10毫米和标距长度= 10毫米,圆角半径= 5毫米,一个革命,5毫米中风。(iv)扭转1 rpm和张力在0.083 mm / s:规直径= 10毫米和标距长度= 10毫米,圆角半径= 5毫米,一个革命,5毫米中风。弹塑性有限元建模进行室温316 l不锈钢的扭力测试符合测试用例(i)。该模型与实验验证扭力测试数据生成的丙氨酸。随后,elasto-viscoplastic axial-torsion测试的有限元建模进行使用这个测试用例验证有限元模型(2)(iv)。

诉的结论

真正的剪切应力-应变曲线可以用修改Nadai方法。这种方法占游离端长度变化扭转,这是一个方法来确定真正的剪切应力-应变曲线没有测量径向和箍菌株。

当轴向位移保持常数和扭矩增加,试样的轴向负荷能力降低。轴向负荷能力快速下降产量达到转矩观测一次。当扭角保持不变,轴向载荷增加,标本的扭矩承载能力迅速下降,一旦屈服载荷。

最初应用扭矩时接近屈服扭矩,最大轴向载荷,可以应用于标本明显减少。标本后变得完全塑性的,即使没有任何增加负载的轴向应力和剪应力增加迅速柱头开始迅速和失败。

管状标本更可靠的扭力测试固体标本。计长度和壁厚可能有重大影响的轴向应力固定端扭转。

准确测定剪切模量取决于试样尺寸和错误参与扭力测试,所以我们有一个范围来研究标本的影响维度即根半径和标距长度在扭力测试结果。

确认

本文介绍的实验由作者下面列出。所以我们想表达我们诚挚的感谢这些作者。

引用

s P。Timonshenko、D.H.年轻,“材料强度的元素”,第五版,citton教育出版公司,70 -94,1988页
ge的节食者,“扭力测试机械冶金”,第十章,第三版,麦格劳-希尔公司,纽约,1986年。
N。M Zarroug, R Padmanabhan, B。J麦克唐纳,P年轻,硕士J几声“低碳钢(En8)杆测试吸组合载荷作用下,材料加工技术》杂志143 - 144卷,807 - 813页,2013年。
A . Graber k . Pohlandt k·兰格,“扭力测试的新方法来确定流曲线”,CIRP史册——制造技术,38卷,223 - 226页,1989年。
帕维尔。,Mossakovsky Fedor K., Antonov Lilia A., Kostyreva, “ Investigation of Failure Criterion in Dynamic Torsion Tests with Solid Cylindrical Specimens”, 8th European LS-DYNA Users Conference, pp 1423-1430,2011.
f .叫m . Elices p . Lazzarin m . Zappalorto”切口圆棒的断裂行为的PMMA受到扭转在室温下”,工程断裂力学,90卷,143 - 160页,2012年
Han-Chin Wu Zhiyou许保罗•T王“扭力测试铝在大应变范围”,国际期刊的可塑性,vol.13, 873 - 892页,1997年。
何塞Divo Bressan,里卡多Kirchhof unf”建设和验证测试扭力测试机”,《材料处理技术,vol.179, pp 23-29, 2006。
伍特博拉,Diptimayee Samantaray Shaju k·艾伯特,a . k .报告T。贾古玛”形变场Axial-Torsion测试来评估和易性造型使用有限元方法和实验验证”,国际冶金工程杂志》,214 - 220页,2013年。