Способ испытания хрупкого материала на растяжение

 

Изобретение относится к испытательной технике. В рабочей части образца 1 высотой H и шириной B выполняют на расстоянии H<SB POS="POST">1</SB> от опорной плоскости паз 2, длина которого равна 2B. Величину H<SB POS="POST">1</SB> определяют из соотношения H<SB POS="POST">1</SB>=H{1-[16E<SB POS="POST">1</SB>F<SB POS="POST">м</SB>/(16,6E<SB POS="POST">1</SB>F<SB POS="POST">м</SB>+BL<SB POS="POST">м</SB>Е<SB POS="POST">2</SB>)]<SP POS="POST">1/3</SP>}, где F<SB POS="POST">м</SB> и L<SB POS="POST">м</SB> - соответственно эффективная площадь поперечного сечения и длина нагружателя испытательной машины

E<SB POS="POST">1</SB> и E<SB POS="POST">2</SB> - соответственно модуль Юнга материала нагружателя испытательной машины и образца. Образец 1 устанавливают опорной поверхностью на опоры 5 и нагружают компенсирующую часть 3 изгибающей нагрузкой. При этом испытуемая часть 4 подвергается воздействию растягивающей нагрузки и выполняется равенство U<SB POS="POST">0</SB>+U<SB POS="POST">1</SB>=U<SB POS="POST">к.ч</SB>, где U<SB POS="POST">0</SB> - упругая энергия, запасенная нагружающей системой

U<SB POS="POST">1</SB> - упругая энергия, запасенная испытуемой частью образца

U<SB POS="POST">к.ч</SB> - упругая энергия, запасенная компенсирующей частью образца. Выполнение данного равенства исключает неконтролируемое разрушение образца 1 и обеспечивает возможность наблюдения в процессе нагружения за кинетикой деформирования и разрушения образца, что повышает информативность способа. 1 ил., 1 табл.

„,80„„1566263

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 дц С 01 N 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4476149/25-28 (22) 26.08.88 (46) 23. 05, 90. Бюл. М- 19 (71) Всесоюзный научно — исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (72) Г.Г .Травушкин, А.А.Александрович, Т.А,Филипчик, Т.С.Пономарева и Ю.Ф.Рудаков (53) 620.174(088.8) (56) Nishimatsy С. Gurland I, 52, р.469-472. Frans. ASM. 1960. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ХРУ?!КОГО МАТЕРИАЛА HA РАСТЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к испытательной технике. В рабочей части образца 1 высотой h и шириной Ъ выполняют на расстоянии h от опорной пло1 скости паз 2, длина которого равна

2 Ъ, Величину h, определяют из соотношения h, = ? (1 — (! 6Е,F /,(! 6,6Е,F +

+ b1 E ) > 1, где F и 1„— соответственно эффективная площадь попереч2 ного сечения и длина нагружателя иси тательной маш Hb1 Е1 и Е2 — cooT ветственно модуль Юнга материала на-. гружателя испытательной машины и образца. Образец I устанавливают опорной поверхностью на опоры 5 и нагружают компенсирующую часть 3 изгибающей нагрузкой. При этом испытуемая часть 4 подвергается воздействию psc тягивающей нагрузки и выполняется равенство U о + U1 = U к,ц, где ??о упругая энергия, запасенная нагружающей системой; U упругая энергия, запасенная испытуемой частью образца;

UK — упругая энергия, запасенная компенсирующей частью образца,. Выполне ние данного равенства исключает не" контролируемое разрушение образца 1 и обеспечивает возможность наблюдения в процессе нагружения за кинетикой деформирования и разрушения образца, что повышает информативность способа.

1 ил., 1 табл.

1566263

Изобретение относится к испытаельной технике, а именно к способам спытания хрупкого материала на расг яжение, Цель изобретения — повышение ин5 формативности путем обеспечения воэможности наблюдения за кинетикой деформирования и разрушения.

На чертеже изображена схема реали- 1

10 зации предлагаемого способа.

Способ обуществляется следующим образом.

В рабочей части призматического бразца 1 из хрупкого материала высо- 15 ной. h и шириной Ь предварительно выполняют сквозной паз 2 на расстоянии

h„ от одной из плоскостей, которую выбирают в качестве опорной, При этом длину паза 2 выбирают равной удвоенной ширине Ь образца 1, а величину h определяют из соотноше1 н1ия

16Е, F 1 1

Ь(= и 1 (166Е F +Ь 1Е) jl 25 м в где F и 1 — соответственно эффеки м тивные площадь сечения и длина нагружателя испытательной машины;

F. u F. — соответственно модуль (2

Юнга материала нагружателя испытательной машины и образца, Таким образом, паэ 2 делит образец

На компенаирукицую часть 3 и испытуе(фю часть 4 высотой h шириной Ъ и длиной 2Ь, причем последнее обусловлено соблюдением принципа Сен-Венана, т,е. соблюдением требований, предъяв- 4

Ленных к оптической длине испытуемого образца, После этого образец 1 устанавливают опорной поверхностью на опоры 5, расположенные симметрично относитель- 45 но паза 2 на расстояние 2 друга от друга, и осуществляют нагружение образца пуансоном испытательной машины (не показаны) по схеме трехточечного . изгиба усилием P. Выполнение паза 2 на заданном расстоянии h „ от опорной плоскости обеспечивает в процессе испытания выполнение равенства (1о U i 11к.ч t где U — упругая энергия, запасен- 55

ЙВя в нагружаюшей системе, способствующая разрушению образца; упругая энергия, запасенная испытуемой частью образца шириной Ь длиной 2Ъ и высотой h также способствующая

1 разрушению образца;

Uy y — упругая энергия, запасенная компенсирующей частью образца, препятствующая преждевременному неконтролируемому разрушению испытуемой части образца. . При 0 + U i У „„происходит неконтролируемое разрушение части 4 образца,1, и тем самым исключается воэможность наблюдения в процессе нагружения за кинетикой разрушения.

При. Б + U u U < ч происходит разрушение всего образца 1.

Величина упругих энергий U, и U „ определяется по формулам

dl EF Pd1

2 2 где Д1 — абсолютное удлинение образца

P (Z/2) к,Т,.Бь где Z = 2Ь, h — высота компенсирующей части образца °

В процессе нагружения образца 1 при помощи металлографического микроскопа (не показан) наблюдают кинетику деформирования и разрушения части

4 образца 1, которая при нагружении изгибом подвергается растяжению.

Таким образом, выполнение паза параллельно опорной плоскости и на заданном от нее расстоянии обеспечивает возможность наблюдения в процессе нагружения за кинетикой деформирования и разрушения образца, что повышает информативность способа.

Пример. Испытывают твердый сплав марки ВК6. Нагружение осуществляют на испытательной машине "УМЭ1 ОТМ" по схеме трехточечного изгиба.

Призматический образец размером 555 х 40 мм устанавливают на опоры с расстоянием между ними 20 мм.

Предварительно определяют расстояние h от опорной поверхности по фор1 муле

6E i Емцов (() E F мам +Ь 1мщ„Е исходя из условия равенства ((+ 11 о к.ч

1 566263 6

16,2 10 . 7,4 )О /з

Ь, = 5 1 (! 6 6 0,2 7 4.10з + 5.3 7.10 э 6 3 10 ) 5(1-0 868) О 66

16Е Рм ) lp)

16 6Е Рм 1мЕй

Формула изобретения к.ч Результаты искгс. мм кгс.мм пытаний

3,883» к! 0

0,66

l,445«

«10 К

3,845»

«10

Контролируемое разрушение

1, 924 х

«10

Катастрофическоее разрушение

1,445« х)0

0,66

3,369 х

«1О

3 ° 883 х

l0

Неконтролируемое разрушение исследуемой части образца

2,886" к)0

0,66

1,445«

«10

4,331 «

xl 0

3,883«

xIО

3, 035« х10!

),445» х)0

) i0

I,59» х) 0

4,96»

»I 0

Катастрофическое разрушение

Неконтролируе-, мое разрушение исследуемой части образца

3,48» .

«10

0 5

1,445»

«10

3,17» л!0

4,615» х!0

Составитель M. Матюшин

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор C.×eðíèЗаказ 2653 Тираж 502 Подписное

BHHKIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

В таблице представлены результаты 5 осуществления способа на образцах сплава ВК6 (5x5x40 мм) в условиях, соответствующих и выходящих за границы, заявленные в способе.

Как следует из данных, представ-.

1О ленных в таблице, выполнение паза с соблюдением условий, укаэанных в способе (опыт !), позволяет проводить наблюдение за кинетикой распространеI5 ния трещины, а несоблюдение условий ведет к неконтролируемому распространению трещины.

Способ испытания хрупкого материала на растяжение, по которому призматический образец высотой h и шириной

Ь устанавливают на опоры, и нагружают до разрушения посредством нагружателя испытательной машины, о т л ич а юшийся тем, что, с целью

Опыт 1, мм h, мм 1) Э о

1 кгс ° мм кгс мм

1 повышения информативности путем обеспечения возможности наблюдения за кинетикой деформирования и разрушения, выполняют в рабочей части образца, параллельной опорной поверхности, сквозной паз длиной, равной удвоенной ширине образца, на расстоянии

h „ от нее, определяемом из соотношения где F и 1 — соответственно зффекм м тивная площадь поперечного сечения и длина нагружателя испытательной машины;

Е и Š— соответственно модуль л

Юнг а мате риала наг ружателя испытательной машины и образца, а нагружение осуществляют по схеме трехточечного изгиба.