Способ определения энергии разрушения материала сдвигом

 

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

ВВУ

РЕСОУБЛИН

4(5k) G 01 и 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В COTOPCNOINV ВВВВТВЪВТВУ

9 й. <, з - Т, Т-.-.1

М(М,- М ы ь,-ь,) где В31и Ма

Ь,H4gГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЭОБРКТЕНий И ОТНРЫТЬй (21) 3447336/25-28 (22) 31 05В82 (46) 30.04.85. Бюл. и 16 (72) В.В.Астанин и В.А.Маковей (71) Институт проблем прочности

АН УССР (53) 620.178.35.76(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 800809, кл. Q Ol Н 3/30, 1979.

2. Рехт и Ипсон. Динамика баллис-.. тической пробивки. "Прикладная механика", 1963, В 3, с.27-34 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛА СДВИГОМ, заключающийся в том, что с помощью цилиндрического ударника, разогнанного до заданной скорости, производят пробивание ппоского образца с выбиванием пробки, измеряют массы ударника и

/ пробки, скорость пробки и ее геометрические размеры, по которым определяют удельную энергию разрушения материала, отличающийся тем,. что, с целью повыюения точности за счет исключения энергетических затрат на кратерообразование и дефории„„ЯУ„„ДЯ 2 5 А

1рование цилиндрического слоя образуемого в образце отверстия, а также эа счет образования гладкой поверх;ности среэаемой части образца, производят последовательное испытание двух одинаковых образцов с различной толщиной срезаемой части, каждый из которых имеет симиетрично расположенные на противоположных плоскостях кольцевые концентраторы напряжений с диаметром, равнъя диаметру ударника, и глубиной со стороны ударника, превышающей максимально возможную глубину образуеиого кратера, а удельно ную энергию разрукения g .определяют по формуле суммарная масса ударника и пробки; скорости пробки; толщины срезаеиой части образца диаметр пробки.

ll53265

Изобретение относится к динамическим механическим испытаниям материалов, а именно к способам определения энергии разрушения материала сдвигом. 5

Известен способ испытания материалов на срез, заключающийся в том, что с помощью цилиндрического ударника, разогнанного до заданной скорости, производят пробивание плоского образ-. ца, имеющего симметрично расположенные на противоположных плоскостях кольцевые концентраторы напряжений и установленного на торце динамометра в виде отрубы, à с помощью тензорезис-I5 торов, наклеенных на боковую поверхность трубы, регистрируют диаграмму усилие — время в процессе разрушения образца, по которой определяют прочностные свойства материала об- 20 разца и .

Недостатком известного способа является невозможность определения энергии разрушения материала сдвигом. 25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения энергии разрушения материала сдвигом; заключающийся в том, что с помощью цилиндрического 30 ударника, разогнанного до заданной скорости, производят пробивание плоского образца с выбиванием пробки, измеряют масСы ударника и пробки, скорость выбиваемой пробки и ее геометрические размеры, по которым определяют удельную энергию разрушения материала j23 .

Однако данный способ характеризу" 40 ется недостаточной точностью из-эа неучета влияния энергетических затрат ударника на кратерообраэованиЕ и деформнроваиие цилиндрического слоя образуемого в образце 45 отверстия, при определении искомой величины, а также -недостаточной точностью определения площади разрушения из-за неровной поверхности срезаемой части образца. 50

Цель изобретения - повыпение точности за счет исключения влияния энергетических затрат ударника на кратерообразование и деформирование цилиндрического слоя образуемого в 55 торце отверстия, а также эа счет .образования гладкой поверхности сре заемой части образца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения энергии разрушения материала сдвигом, заключающемуся в том, что с помощью цилиндрического ударника, разогнанного до заданной скорости, производят пробивание плоского образца с выбиванием пробки, измеряют массы ударника и .пробки, скорость пробки и ее геометрические размеры, по которым определяют удельную энергию разрушения материала, производят последовательное испытание двух одинаковых образцов с различной толщиной срезаемой части, каждый из которых имеет симметрично расположенные на противоположных плоскостях кольцевые концентраторы напряжений с диаметром, равным диаметру ударника, и глубиной со стороны ударника, превышающей максимально возможную глубину образуемого кратера, а удельную энергию разрушения 0 определяют по формуле где М суммарная масса ударника и пробки; скорости пробки; толщины срезаемой части образца; диаметр пробки.

На чертеже изображена схема устройства для проведения испытаний по предлагаемому способу.

Проведение испытаний двух одина-, ковых образцов с различной толщиной срезаемой части и имеющих указанные кольцевые, концентраторы напряжений позволяет исключить влияние энергетических затрат ударника на кратерообраэование и дефориированне цилинд рического слоя образуемого в образце отверстия при определении искомой величины, а выполнение концентратора со стороны ударника глубиной, превышающей максимально возможную глубину образуемого кратера, позволяет образовать гладкую поверхность части образца, что приводит к .повышению точности определения площади разрушения и удельной эиергии разрушения материала.

2и.Д(1,- 11,1 где М

Составитель В.Пастушин

Редактор Е.Копча Техред М.Пароцай Корректор А.Тяско

Заказ 2499/37 Тираж 897 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

3 1153

Устройство содержит баллистическую установку (не показана) со стволом

1 для разгона цилиндрического ударника 2 в направлении размещенного на пути движения ударника 2 образца 3, имеющего симметрично расположенные на противоположных плоскостях кольцевые кЬнцентраторы 4 и 5 напряжений, электроконтактные датчики 6 и 7, подключенные к измерителям 8 и 9 времен-. lp ных интервалов и предназначенные для измерения скорости движения ударника 2 и пробки 10, образуемой при разрушении образца 3, а также улавливатель 11, првдназначенный для улавливания пробки 10.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью цилиндрического ударника 2, разогнанного до заданной скорости 1 по стволу 1 баллистической установки, производят пробивание плоского образца 3 с выбиванием щ>обки 10, имеющего симметрично расположенные на противоположных плоскостях кольцевые концентраторы 4 и 5 напряжений (например острые), с диаметром равным диаметру ударника 2 и глубиной со стороны ударника 2, превышающей максимально возможную глуби-Зб ну образуемого кратера, определяемой

"о по формуле ("С-) Т где С - скорость упругих волн в материале образца;

Т - его толщина.

С помощью электроконтактных датчи.ков 7, подключенных к измерителю 8 временных интервалов и установленных на фиксированном расстоянии в стволе 1 баллистической установки, определяют скс"ость 1/ ударника 2, а с помощью эл гроконтактиых датчиков

265 4

6, расположенных на пути движения выбиваемой иэ образца 3 пробки 10 и подключенных к измерителю 9 временных интервалов, определяют скорость

71пробки 10. С помощью улавливателя

11, расположенного на пути следования пробки и ударника, их улавливают, измеряют их суммарную массу

М и геометрические размеры пробки, а именно ее диаметр el и толщину h срезаемой части.

Затем испытание повторяют на таком же образце, но с большей толщиной срезаемой части, а удельную энергию разрушения определяют по формуле — суммарная масса ударника и пробки; скорость пробки1 — толщина срезаемой части образца; — диаметр пробки.

Проведение последовательных испытаний двух одинаковых образцов с различной толщиной срезаемой части и снабженных кольцевыми концентраторами нанряжений позволяет повысить точность определения удельной энергии разрушения за счет . исключения влияния энергетических затрат ударника на кратерообразова-.. ние и деформирование цилиндрического слоя образуемого в образце отверстия, а также за счет образования гладкой поверхности срезаемой части образца.