Способ определения трещиностойкости хрупких материалов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к испытательной технике и может буть использовано для определения трещиностойкости хрупких материалов на стадии остановки трещины, С целью повышения точности определения трещиностойкости нагружают призматический двухконсольный образец с надрезом уравновешенными растягивающими и сжимающими усилиями, которые вызывают градиент , напряжений в направлении развития трещины. Соотношение между указанными усилиями в процессе нагружения поддерживается постоянным и меньшим единицы Это обеспечивается за счет использования устройства, которое содержит силовозбудитель, два рычажных захвата, одни концы которых предназначены для взаимодействия с торцами консолей образца, а другие шарнирно соединены с вершинами соотс IQ ветствующих Г -образных рычаготв, (Л имеющих подвижные упоры на одном из плечо Другие плечи рычагов соединены с силовозбудителем с помощью телескопических тяг, концы которых соединены шарнирно между собой. 2с, и 1 ЗоПо ф-лы, 4 ило

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН д11 4 0 01 И 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти нагружают призматический двухконсольный образец с надрезом уравновешенными растягивающими и сжимающими усилиями, которые вызывают градиент напряжений в направлении развития трещины. Соотношение между указанными усилиями в процессе нагружения поддерживается постоянным и меньшим единицы. Это обеспечивается за счет использования устройства, которое содержит силовозбудитель, два рычажных захвата, одни концы которых предназначены для взаимодействия с торцами консолей образца, а другие шарнирно соединены с вершинами соответствующих Г -образных рычагов, имеюших подвижные упоры на одном из плеч. Другие плечи рычагов соединены с силовозбудителем с помощью телескопических тяг, концы которых соединены шарнирно между собой, 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3915963/25-28 (22) 13.05.85 (46) 07.10.86, Бюп. Р 37 (71) Институт проблем прочности

АН УССР (72) Г. С. Волков (53) 620.172.24(088.8) (56) Маркочев В, M. и др. Методика исследования роста усталостных трещин при постоянном значении размаха коэффициента интенсивности напряжения. — Заводская лаборатория,,1976, У 4, с. 469-473. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕ1ЦИНОСТОЙКОСТИ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может буть использовано для определения трещиностойкости хрупких материалов на стадии остановки трещины. С целью повышенйя точности определения трещиностойкос„„Я0„„1262335 A 1

1262335

30

3S

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для определения трещиностойкости хрупких ма" териалов на стадии остановки трещины. . Цель изобретения — повышение точности определения трещиностойкости путем создания условий для остановки трещины после скачка за счет сни.жения коэффициента интенсивности напряжений при росте трещины, регулирование величины соотношения между сжимающими и растягивающими усилиями.

На фиг. 1 изображена схема осуществления способа, на фиг. 2 предлагаемое устройство; на фиг. 3кинематическая схема устройства, на фиг. 4 — вид А на фиг. 2.

Устройство содержит два рычажных захвата 1 и 2, Концы 3 и 4 захвата 1 и 2 предназначены для взаимодейств1ля с торцами консолей 5 и 6 образца 7. Концы 8 и 9 захватов 1 и 2 связаны шарнирно с вершинами 10 и 11 Г -образных рычагов 12 и 13, Плечи 14 и 15 рычагов 12 и 13 имеют подвижные упоры 16 и 17, а плечи 18 и 19 рычагов 12 и 13 соединены шарнирно с телескопическими тягами 20 и 21 °, Другие концы тяг 20 и 21. соединены шарнирно между собой и с силовозбудителем (не показан).

Способ осуществляют следующим образом.

Призматический двухконсольный образец 7 с надрезом 22 и наведенной из вершины надреза трещиной (не показана) размещают в устройстве между концами 3 и 4 захватов 1 и 2 так, что консоль 5 взаимодействует с зах— ватом 1, а консоль 6 — с захватом 2.

Затем прикладывают к тягам 20 и 2;i усилие P нагружения.

Тяги 20 и 21 передают внешнее воз- действие на Г -образные рычаги 12 и 13, которые через подвижные упоры 16 и 17 передают на образец 7 сжимающие усилия Рс и через захваты 1 и 2 — растягивающие усилия Р, вызывающие изгиб консолей 5 и 6 образца 7. Усилия Р и Р вызывают градиент напряженного состояния в зоне надреза 22. Нагруже" ние осуществляют до скачка трещины, наведенной на вершины надреза 22, После скачка трещина останавливается из-за градиента напряженного состояния в направлении скачка трещины от уравновешенных усилий Р, и P, . Прн этом отношение Р /Р между растягир с вающими и сжимавшими усилиями Р и .Рс, зависящее только от геометрических размеров устройства, меньше единицы и в процессе испытания остается постоянным, Изменением длинь телескопических тяг 20 и 21 мо" íî регулировать это соотношение, После скачка трещины регистрируют параметры трещинообраэования (размер скачка трещины и усилие, вызывающее скачок), по которым расчитывают характеристики трещиностойкости материала образца.

Пример, Испытывают образец из силикатного стекла толщиной 5 мм, высотой консоли 24 мм и длиной надреза 30 мм. Угол с1 между нагружающими тягами для получения прироста о трещины в 10 мм составляет 87 30

Трещиностойкость материала характеризуется отношением К /К о, где

К с — коэффициент интенсивности напряжений при страгивании трещины;

К вЂ” коэффициент интенсивности напряжений при остановке трещины, которое составляет 2,6.

Формула изобретения

1. Способ определения трещино— стойкости хрупких материалов на стадии остановки трещины, по которому призматический двухкон сольный образец с надрезом и наведенной из вершины надреза трещиной нагружают до скачка трещин при наличии градиента напряженного состояния в направлении развития скачка трещины от уравновешенных растягивающих и сжимающих усилий и регистрируют параметры трещинообразования, по которым рассчитывают характеристики трещиностойкости материала, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности определения путем создания условий для остановки трещины после скачка за счет снижения коэффициента интенсивности напряжений при росте трещины, соот- ношение между растягивающими н сжимающими усилиями в процессе нагружения образца поддерживают,постоян— ным и мешьшим единицы.

2. Устроиство для определения трещиностойкости хрупких материалов, содержащее два рычажных захвата, )262335

Риг.2

РиеЗ одни концы которых предназначены для взаимодействия с торцами консолей образца, и силовозбудитель, связанный с другими концами захватов отличающееся тем,что оно снабжено шарнирно связаннымисвоими вершинами с соответствующими захватами двумя Г -образными рычагами, имеющими подвижные упоры на одном из плеч, а другие плечи связаны с силовозбудителем с помощью тяг, концы которых соединены шарнирно между собой, 3, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью регулирования величины соотношения между сжимающими и растягивающими усилиями, тяги выполнены телескопи" ческими.

Составитель М, Кузьмин

Редактор А. Шишкина Техред В.Кадар Корректор Е. Сирохман

Заказ 5418/39 Тираж 778 По дпи си о е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, тня 4