Трубчатый образец для испытания материалов на растяжение

 

Изобретение относится к испытательной технике, к образцам для испытания композитных материалов на усталость при циклическом растяжении. Цель изобретения - повышение достоверности при усталостных испытаниях композитных материалов, имеющих низкую прочность при межслоевом сдвиге. за счет обеспечения разрушения образца на его рабочем участке. Образец имеет рабочий участок 1 и два захватных участка 3, связанных с рабочим участком переходньми участками 2, Каждый переходный-участок 2 выполнен в виде промежуточной ступени с цилиндрической поверхностью, сопряженной двумя галтелями с соответствующим захватным участком 3 и рабочим участком 1. Толщина рабочего участка равна S , промежуточной ступени 25, толщина захватного частка 4S, длина переходного участка 1, радиус скругления галтелей . При осевом растяжении образца максимальные напряжения реализуются в его рабочем участке , что обеспечивает разрушение образца на рабочем участке, 3 ил. о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН д11 4 G Ol N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ ТИЙ (21) 4241962/25-28 (22) 11.05.87 (46) 07 .12.88. Бюл. М 45 (72) Г,Н,Бахвалов, В.И.Панарин и Г.В.Сулаквелидзе (53) 620.17{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 697870, кл. G Ol Я 3/10, 1978. (54) ТРУБЧАТЫЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к испытательной технике, к образцам для испытания композитных материалов на ус- талость при циклическом растяжении.

Цель изобретения — повышение достоверности при усталостных испытаниях композитных материалов, имеющих низкую прочность при межслоевом сдвиге, „„SU„„l 442868 А 1 за счет обеспечения разрушения образца на его рабочем участке. Образец имеет рабочий участок 1 и два захватных участка 3, связанных с рабочим участком переходными участками 2.

Каждый переходный участок 2 выполнен в виде промежуточной ступени с цилиндрической поверхностью, сопряженной двумя галтелями с соответствующим захватным участком 3 и рабочим участком 1. Толщина рабочего участка равна 6, промежуточной ступени 2о толщина захватного участка 48, длина переходного участка 1, радиус скругления галтелей R=l/2. При осевом растяжении образца максимальные напряжения реализуются в его рабочем участке, что обеспечивает разрушение образца на рабочем участке, 3 ил.

1442868

Изобретение относится к испытатель, ной технике, к образцам для испытания композитных материалов на усталость при циклическом растяжении

Ф

Цель изобретения — повышение достоверности при усталостных испытаниях композитных материалов, имеющих низкую прочность при межслоевам сдвиге, эа счет обеспечения разрушения образ- 1п ца на ега рабочем участке.

На фиг.1 представлен предлагаемый образец в захватах, общий вид; на фиг.2 — эпюры растягивающих напряжений на переходном участке; на фиг.3пере ".одный участок образца.

Образец имеет рабочий участок 1, связанный посредством двух одинаковых переходных участков 2 с соосными ему утолщенными захватными участками 3 большей толщины.

Каждый переходный участок 2 имеет промежуточную ступень 4, имеющую цилиндрическую внешнюю поверхность и крайние ступени, выполненные в виде 25 галтелей,5 и 6 радиусам R=l/2, где

1 — длина промежуточного участка, Толщина промежуточной ступени равна

28, где I> — толщина рабочего участка, а толщина захватного участка равна 4 0 ., 3О

Галтель 6 сопряжена с поверхностью 7 ступени 4 по касательной, а галтель 5 сопряжена па касательной с поверхностью 8 рабочего участка 1.

Сочленение галтели 5 с торцом 9 промежуточной ступени 4 и галтели 6 с краем 10 торца 11 захватного участка 3 осуществляется беэ закругления, чта позволяет выполнить радиус R галтелей максимальным: К=1/2, 40

Образец изготавливается следующим образом, На стальную оправку наматывается, армирующая лента, например стеклотканная лента ТС 8/3, с одновременной 15 пропиткой связующим, например эпоксифенольной смолой ЗФБ-3. Полимеризацию заготовки ведут в печи при повышенной температуре.

Затем на токарном станке выполняют механическую обработку внешнего контура заготовки и снимают оправку.

Последняя формирует в заготовке цилиндрическое отверстие.

Для передачи растягивающего усилия 5 рабочему участку образца используются два захвата в виде эажимных узлов.

Каждый узел включает стальной диод 12 и два полукольца 13 иэ более мягкого материала (например, алюминиевого сплава) с внутренним диаметром, немного большим диаметра круговой ступени 4. Контактирующая с образцом поверхность полуколец повторяет профиль галтели б. Диск 12 и полукольца 13 имеют соответствующие отверстия для пропуска болтов 14, скрепляющих их между собой и зажимающих концевую шейку образца. Зажимной узел также имеет разрезной патрубок 15 и распорный конус 16.

Образец испытывается следующим образом.

Образец устанавливается в эажимных узлах и подвергается осевому растяжению, при этом на рабочем участке реализуются напряжения 5 Поскольку толщина стенки промежуточной ступени 4 вдвое больше толщины стенки рабочего участка 1, то напряжения-в нем устанавливаются вдвое меньше: G бд/2, Поскольку при выбранных размерах образца коэффициент концентрации напряжений в гантели 6 меньше двух, та .. >-. максимальные напряжения в зоне галте- ли бб, < 2б„=5, что обеспечивает зарождение и рост усталостной трещины при усталостных испытаниях в. зоне рабочего участка, Предлагаемый образец можно использовать для испытаний при статическом растяжении, Формула изобретения.

Трубчатый образец для испытания материалов на растяжение, включающий рабочий участок и два соосных ему утолщенных захватных участка, соединенных с рабочим посредством соответствующих одинаковых переходных участков, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности при усталостных испытаниях композитных материалов, имеющих низкую прочность при межслоевом сдвиге, за счет обеспечения разрушения образца на ега рабочем участке, каждый переходный участок состоит из трех ступеней, крайние из которых выполнены в виде галтелей, радиусы которых равны половине длины переходного участка, промежуточная ступень имеет постоянную толщину, равную удвоенной толщине рабочего участка, внутренняя галтель сопряжена па касательз 1442868 4 ной с внешней поверхностью рабочего начена для взаимодействия с соответучастка, внешняя галтель сопряжена ствующнм захватом, а толщййа захватпо касательной с внешней поверхно- ного участка в четыре раза превосхостью промежуточной ступени и предназ- дит толщину рабочего участка.

Составитель Д.Поспелов

Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Редактор И.Горная

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6376/39

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у а р л П оектная 4 р