Способ испытания материалов при сложном напряженном состоянии

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯНЖННОМ СОСТОЯНИИ типа , заключающийся в том, что размещенный в камере образ.ед подвергают гидростатическому сжатию, нагружают образед посредством поршня дополнительной осевой нагрузкой и деформируют его путем перемещения поршня, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения влияния параметров пути нагружения на физико-механические свойства материалов, исходную величину давления 2.Vf жидкости в камере устанавливают исходя из условия Л- . где - касательные напряжения; Cj, - параметр вида напряженного состояния на пределе упругости , соответствующий заданной величине деформацию образца в допредельной обi ласти осуществляют при постоянной величине касательных напряжений и уменьшении отношения боковых напря ,жений к осевым за счет уменьшения гавления в камере, а в области за максимум нагрузки - при увеличении отношения боковых напряжений к осевым за счет увеличения давления в камере.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) д(я)) G 01 N 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3598125/25-28 (22) 26.05.83 (46) 30.09.84. Ьюл. )I- 36 (72) Е.Д. Певзнер (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 620. 173.2(088.8) (56) 1. Ильюшин А.А. Пластичность.

М.-JI., 1948, с. 89-91.

2. Karman Th.V. VDl-Zeitschrift, 1911, Bd. 55, N - 4, S. 7749-7761 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ типа Е„ Фб,=-БЭ, заключающийся в том, что размещенный в камере образец подвергают гидростатическому сжатию, нагружают образец посредством поршня дополнительной осевой нагрузкой и деформируют его путем перемещения поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения влияния параметров пути нагружения на физико-механические свойства материалов, исходную величину давления 6Z< жидкости в камере устанавливают исходя из условия д 2С-с л"-с,, где (, — касательные напряжения;

С вЂ” параметр вида напряженного

1 состояния на пределе упругости, соответствующий заданной величине g

У деформацию образца в допредельиой области осуществляют при постоянной у величине касательных напряжений и уменьшении отношения боковых напря,жений к осевым за счет уменьшения гав- ления в камере, а в области за макси- мум нагрузки — при увеличении отноше- и ния боковых напряжений к осевым за

/ счет увеличения давления в камере.

1116342

Изобретение относится к технике испытания материалов на прочность, в частности к способам для изучения физико-механических свойств материалов в условиях объемного неравноком- . понентного сжатия.

Известен способ испытания материалов при сложном напряженном состоянии типа

10 4 2 84 @б, у, — главные сжимающие напря жения, 1 при котором все три компоненты растут 1 пропорционально параметру вида напряженного состояния С=- - - 1 .

Gi

Недостатком способа является изменение во время испытания величины касательных напряжений = 20 ответственных за остаточные неупругие деформации.

Наиболее близким к предлагаемому по,технической сущности и достигаемому эффекту. является способ испытания материалов при сложном напряженном состоянии типа 8 4 4,=б, заключающийся в том, что размещенный в

4 камере образец подвергают гидростатическому сжатию, нагружают образец посредством поршня дополнительной осевой нагрузкой и деформируют его путем перемещения поршня С23.

Известный способ характеризуется недостаточной точностью определения влияния параметров пути нагружения на физико-механический свойства материалов вследствие одновременного изменения в процессе неупругого деформирования при осевом нагружении образца как параметра вида напря 2 женного состояния С=, так и веф личины касательного напряжения .

Цель изобретения — повышение точ45 ности определения влияния параметров пути нагружения на физико-механические свойства материалов.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу испытания материалов при сложном напряженном состоянии типа 6;y6,=, заключающемуся в том, что размещенный в камере образец подвергают гидростатическому сжа-55 тию, нагружают образец посредством поршня дополнительной осевой нагрузкой.и деформируют его путем перемещения поршня, исходную величину давления Юга жидкости в камере устанавливают исходя из условия гн > — — Я -

I-C где с. - касательные напряжения

C - параметр вида напряженного состояния на пределе упругости, соответствующий заданной величине деформацию образца в допредельной области осуществляют при постоянной величине касательных напряжений и уменьшении отношения боковых напряжений к осевым за счет уменьшения давления в камере, а в области за максимумом нагрузки - при увеличении отношения боковых напряжений к бсевым эа счет увеличения давления в камере.

На фиг.,1 приведены различные пути нагружения образца, где 1 путь нагружения типа Кармана (согласно прототипу), 2 - предлагаемый путь нагружения, 3 — пропорциональный путь нагружения, Сц — значение параметра С (вида напряженного состояния) на пределе прочности, С вЂ” значение параметра С на пределе упругости для предлагаемого способа, С вЂ” значение параметра С на пределе упругости для пути нагружения типа Кармана, С:— начальное значение параметра С, ь 1пр — приращение касательных напряжений за пределом упругости при пропорциональном нагружении, A g — приращение касательных напряжений при пути нагружения типа Кармана; на фиг. 2 — вид получаемых зависимостей, гда 1 — участок упругой деформации АБ, 2 — участок неупругой допредельной деформации ВС, 3 — участок запредельной деформации, Е1п — продольная деформация на пределе прочности, Е о — продольная деформация при достижении участка остаточной прочности, Способ испытания материалов при сложном напряженном состоянии осуществляется следующим образом.

В камере устанавливают образец и нагружающий поршень. От источника давления создают в камере гидростатическое давление 0, которое выбирают исходя из условия Я

2Н .-СЧ Р

1116342

Фие. f что обеспечивает при заданной вели-чине ь от-утствие неупругих деформаций f„. Нагружают образец посредством поршня дополнительной осевой нагрузкой <6„ =27 . Деформация образца в допредельной области проводится при уменьшении давления ф, в камере. При этом, благодаря компенсации выталкивающей силы, действующей на поршень от гидростатичес-1О кого давления Q величина дополнительной осевой нагрузки 46 Д и, соответственно, величина касательных напряжений остаются постоянными при уменьшении параметра вида напряженно5 го состояния С= —,3-, После достижения запредельной области, где величина ь падает при увеличении осевой деформации E. для поддержания увеличивают павление

6 в камере вплоть до достижения участка остаточной прочности, где образец разделяется на части, и идет деформация ле в объеме образца, а по образовавшейся плоскости сдвига.

При испытании образцов мрамора при =100 МПа, начальном давлении

S>>=250 МПа в процессе деформирования была получена остаточная продольная деформация Е =107 и остаточная поперечная деформация Р =SX.

Величина остаточной деформации при постоянной величине 24C=O) и уменьшении параметра нида напряженного состояния С оказалась близкой к той же величине при пути нагружения типа Кармана и пропорциональном нагружении, чтб уточняет сущестчующие представления о роли различных параметров пути нагружения на результат деформирбвания эа пределом упругости, I г

Использование изобретения позволяет уточнить влияние пути нагружения на деформационно-прочностные свойства материалов, в частности горных пород.

1116342

Составитель В. Тальвойш редактор Л. Веселовская Техред Л.Микеш Корректор М.Шароши

Заказ 6921/34 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4