Устройство для исследования эффекта баушингера при высокоскоростном деформировании твердых тел

 

Изобретение относится к устройствам для динамических испытаний материалов , в частности к устройствам для исследования эффекта Ваушингера. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при испытании трубчатых образцов, что достигается выполнением устройства в виде двух стержней: стержня-передатчика 1 и стержня-наковальни 2, между которыми находится образец 3, соединенный со стержнями при помощи резьбового соединения. На торце стержня 1 закреплена сменная вставка 4, образующая зазор с торцом стержня 2. Нагружение образца циклическими нагрузками в. диапазоне скоростей деформации 10 с происходит за счет многократного отражения волн растяжения-сжатия от свободных торцов стержней I и 2, которые возбуждены Б устройстве нагружением свободного торца стержня 1 ударной волной, образованной , например, взрывом. I ил. с О) со 4 to ел оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU, 1 14253 А1

15И 4 G 01 Й 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-" МФ, „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,",," „ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3980033/25-28 (22) 23.09.85 (46.) 30.05.87. Бюл.У 20 (71) Научно-исследовательский институт механики при Горьковском государственном университете им.Н.И.Лобачевского (72) А.М.Брагов и А.К.Ломунов (53) 620.178.311(088.8) (56) Брагов А.М., Ломунов А.К., Русин Е.E. Методика исследования динамических свойств материалов с использованием составных стержней

Гопкинсона: Прикладные проблемы прочности и пластичности. Всесоюзный межвуз. сб./Горьковский ун-т, 1980, с.138-144 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТА БАУШИНГЕРА ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к устройствам для динамических испытаний материалов, в частности к устройствам для исследования эффекта Баушингера.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при испытании трубчатых образцов, что достигается выполнением устройства в виде двух стержней: стержня-передатчика 1 и стержня-наковальни 2, между которыми находится образец 3, соединенный со стержнями при помощи резьбового соединения, На торце стержня 1 закреплена сменная вставка

4, образующая зазор с торцом стержня 2. Нагружение образца циклическими нагрузками в. диапазоне скоростей деформации 10 с происходит за счет многократного отражения волн растяжения-сжатия от свободных торцов стержней 1 и 2, которые возбуждены в устройстве нагружением свободного торца стержня 1 ударной волной, образованной, например, взрывом. 1 ил.

1314253

f0

50

Изобретение относится к устройствам для динамических испытаний материалов, в частности к устройствам для исследования эффекта Баушингера.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при испытании трубчатых образцов для исследования упругопластических свойств материала при знакопеременном нагружении в области скоростей деформирования dE/dt 10 с .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит два стержня: первый стержень — передатчик 1 давления длиной 1„ и второй стержень наковальню 2 длиной 1, причем

F,/ k >i 2. Трубчатый образец 3 со1 единен со стержнями с помощью резьбового соединения, а на торце стержня-передатчика 1 жестко закреплена сменная вставка 4 в виде вкладыша, образующего заданный зазор л с торцом стержня-наковальни 2, Устройство работает следующим образом.

При нагружении свободного торца. стержня 1 (ударом бойка или взрывом) в нем формируется импульс сжатия, который, распространяясь по стержню

1 со скоростью звуковых волн, достигает образца 3. Ввиду разницы волновых сопротивлений материалов стержней и образца происходит расщепление исходной волны: часть ее отражается обратно волной растяжения, часть проходит через образец 3, деформируя

его пластически, во второй стерженьнаковальню 2. При этом в образце происходит многократное отражение волн и он претерпевает пластическую деформацию сжатия. Максимальная величина этой деформации определяется величиной зазора д между сменной вставкой 4 и стержнем 2. После того, как зазор будет полностью выбран, вставка 4 войдет в контакт со стержнем 2 и оставшаяся часть исходной волны пройдет в стержень 2 целиком без изменения амплитуды. При этом достигнутая величина пластической деформации сжатия остается неизменной в течение длительности действия исходного импульса, а затем происходит разгрузка образца ° Напряжения в нем падают до нуля, полная деформация сжатия уменьшается на величину упругой составляющей, ликвидируя акустический контакт вставки 4 со стержнем 2.

В дальнейшем импульс сжатия, прошедший через образец 1 и вставку 4 в стержень-наковальню 2, s некоторый момент времени (определяемый длиной этого стержня) достигнет свободного торца и отразится от него волной растяжения. Эта волна растяжения, достигнув образца, также расщепится: часть ее отразится от образца волной сжатия обратно в стержень 2, а часть пройдет через образец 3 в стержень 1 волной растяжения, Образец при этом будет подвергнут действию растягивающих напряжений,:амплитуда которых достаточна для его упругопластического деформирования.

Импульсы деформации в мерных стержнях, по которым производится расчет напряженно-деформированного состояния в образце, регистрируются малобазными тензореэисторами, причем из-за того, что стержень-передатчик 1 давления выполнен по крайней мере вдвое длиннее стержня-наковальни 2, отраженный в стержень 1 от образца импульс при первом цикле нагружения не будет вносить искажений в регистрируемые импульсы при втором цикле нагружения растяжением.

Таким образом, образец исцытуемого материала подвергается знакопеременному нагружению: сначала он пластически деформируется под действием сжимающей нагрузки, причем величина пластической деформации при сжатии задается величиной зазора (величиной вставки), затем происходит разгрузка образца, после которой образец деформируется пластически растягивающей нагрузкой. Величина пластической деформации при растяжении определяется амплитудой и длительностью исходного импульса. формула изобретения

Устройство для исследования эффекта Баушингера при высокоскоростном деформировании твердых тел, содержащее два установленных с зазором соосных стержня для размещения образца, связанное с первым стержнем ударное приспособление и установленСоставитель В.Чернов

Редактор А.Лежнина Техред Л.Сердюкова Корректор A-Тяско

Заказ 2207/45

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 ную между стержнями сменную вставку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при испытании трубчатых образцов, сменная вставка выполнена в виде предназначенного для размеще14253 4 ния в полости образца вкладыша, закрепленного на торце первого стержня с зазором относительно второго стержня, а длина последнего не более чем в два раза меньше длины первого стержня.