Способ испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие и нагружающий элемент устройства для его осуществления

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов при ударном сжатии. Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции испытуемого образца . Для этого образец 5 полностью помещают в обойму, образованную на конце нагружающего элемента 1 путем выполнения осевого отверстия 6 с плоским дном. Устанавливают образец 5 на торце опорного элемента 2 и подвергают высокоскоростному сжатию при взаимодействии ударника 7 с нагружающим элементом 1. Внутренний диаметр обоймы больше диаметра образца 5 на величину S 2дР /у, где л - предельное сжатие образца; /ц - коэффициент Пуассона исследуемого материала. Применение описываемого способа и нагружающего элемента устройства позволяет повысить точность определения динамических характеристик испытуемых материалов на 15% при скоростях деформации до 10 с . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. с (Л -fuz. 1

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 (д1 Н 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3981794/25-28 (22) 14.10.85 (46) 07.03.87. Бюл. и 9 (72) А.А.Рыбин и В.И.Костров (53) 620.178.7(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 716616, кл. (01 М 3/30, 1974.

Степанов Г.В. Упруго †пластическ деформирование материалов под действием импульсных нагрузок. — Киев: Наукова думка, 1979, с.69-76, рис.21. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ СЖАТИЕ И НАГРУЖАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к исследо— ванию прочностных свойств материалов при ударном сжатии. Цель изобретения — повышение точности испытаний за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции испытуемого образца. Для этого образец 5 полностью помещают в обойму, образованную на конце нагружающего элемента 1 путем вы— полнения осевого отверстия 6 с плоским дном. Устанавливают образец 5 на . торце опорного элемента 2 и подвергают высокоскоростному сжатию при взаимодействии ударника 7 с нагружающим элементом I. Внутренний диаметр обоймы больше диаметра образца 5 на величину g =2hf р, где b f — предельное сжатие образца; р — коэффициент Пуассона исследуемого материала. Применение описываемого способа и нагружающего элемента устройства позволяет

Ж повысить точность определения динамических характеристик испытуемых материалов на 157. при скоростях деформации до 10 с . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. С

1 12952

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способу испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие и к нагружающему элементу устройства для осуществления такого способа.

Цель изобретения — повышение точности испытаний.

Поставленная цель достигается за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции испытуемого образца, для чего образец устанавливают в обойму, ограничивая величину деформации

его в радиальном направлении при высокоскоростном осевом сжатии.

На фиг.1 изображена схема устройства для испытаний образцов; на фиг.2схема нагружения образца сжимающей нагрузкой Р(t) .

Устройство для испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие содержит нагружающий 1 и опорный

2 элементы, размещенные в корпусе 3.

Нагружающий элемент 1 выполнен в ви- де стержня с тенэорезистором 4 на утоненной средней части стержня. На конце стержня, взаимодействующем с образцом 5, выполненно осевое отверстие 6 с плоским дном, образующее обойму для размещения в ней образца 5.

Диаметр отверстия 6 (обоймы) больше диаметра образца 5 на величину 3

2 aFp, где h F — предельное осевое сжатие образца, fb — коэффициент Пуас-. сона исследуемого материала. На другом конце стержня, взаимодействующем с ударником 7, установлена направляющая втулка 8, размещенная в корпусе

3. Опорный элемент 2 конструктивно выполнен в виде стержня с плоским тор- цом и закреплен на основании 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Образец 5 испытуемого материала помещают между плоскими торцами нагружающего 1 и опорного 2 элементов, наносят удар по втулке 8, регистрируют деформацию нагружающего элемента 1 с помощью тензорезистора 4, нак- 50 леенного на калибровочную часть нагружающего элемента 1. По эамеренной величине деформации определяют напряжения в образце 5. Для устранения влияния эффекта радиальной инерции образца при высокоскоростном сжатии образец 5 предварительно помещают в, обойму, охватывающую его по всей боковой цилиндрической поверхности. Внут82 ренний диаметр обоймы превосходит ди" аметр цилиндрической части образца на величину

2ь|р, где 41 — предельное продольное сжатие образца; коэффициент Пуассона исследуемого материала.

При взаимодействии ударника 6 с втулкой 8 на передающий элемент 1 действует динамическая нагрузка, сжимающая испытуемый образец 5.

При достижении продольной деформации 0,5 Е (E — предельная деформация разрушения исследуемого материала при реализуемой скорости нагружения), образец 5 входит во взаимодействие с обоймой по боковой поверхности. Деформация образца 5 в радиальном направлении вследствие возникновения радиального давления P прекращается и таким образом устраняется влияние эффекта радиальной инерции, приводящее в известных способах к погрешности определения прочностных свойств материалов.

Например, для образца из акрилнитрнлбутадиенстирольной композиции

АБС-2020 диаметром 0 6 мм, высотой

Н=12 мм, имеющего предельную осевую деформацию E " 5X и коэффициент Пуассона p = 0,4, необходимая величина зазора о составит 0,12 мм.

По экспериментальным данным применение предлагаемого способа и нагружающего элемента устройства для испытаний образцов материалов позволяет повысить точность определения динамических характеристик приблизительно на 15Х при скоростях деформации до 10 с

Формула изобретения

1. Способ испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие, по которому образец помещают между плоскими торцами нагружающего и опорного элементов, наносят удар по торцу нагружающего элемента, регистрируют деформащгю нагружающего элемента, по величине которой определяит напряжение в образце, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности испытаний за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции образца, образец полностью помещают в обойму, внутренний диаметр которой больше диаметра

295282

Составитель А.Забегаев

Редактор Е.Папп Техред М.Ходанич Корректор Т. Колб

Заказ 611/50 Тираж 777 Подписное

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,4

3 1 цилиндрической части образца на величину

3= 2й t p где hf — предельное осевое сжатие образца;

111 в коэффициент Пуассона исследуемого материала.

2, Нагружающий элемент устройства для испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие, выполненный в виде стержня с тензорезистором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции образца, на конце стержнч, взаимодействующем с образцом, выполнено осевое отверстие с плоским дном, образующее обойму, служащую для размещения в ней испытуемого

10 образца.