Образец для изучения напряженно-деформированного состояния конструкции

 

Изобретение касается испытания материалов и может быть использовано для определения их прочности при совместном действии нормальных и касательных напряжений. Цель изобретения - повышение точности при моделировании напряженно-деформированного состояния облицовок с концентраторами железобетонных конструкций. Образец включает два одинаковых параллельных криволинейных надреза 1 и 2, выполненных на противоположных широких гранях 3 и 4 наклонно к ребру. Глубина надрезов 1 и 2 выбрана такой, чтобы площадь сечения образца вдоль надрезов 1 и 2 была меньше площади поперечного сечения образца в зоне без надрезов I и 2. Форма кривой осей надрезов выбрана из соотношения у(х) J.(Ј/0)xdx, где х - переменная абсцисса оси надрезов 1, 2 в направлении , перпендикулярном ребру у(х) - переменная ордината линии оси надрезов 1, 2 в направлении, параллельном ребру, Ј и G - касательное и нормальное напряжения в произвольной точке оси назредов 1, 2; (c-/G)(x) - заданная функция изменения отношения Ј/(. Испытание образца проводят его растяжением в направлении, параллельном ребру, до разрушения образца по сечению с надрезами 1 и 2. 1 табл., 3 ил. с 8 (Л

(g1)g С 01 N 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4411128/28 (22) 14.03.88 (46) 07.05.91. Бюл. P. 17 . (7 1) Московское научно-исследовательское и проектно-конструкторское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского, проектно-конструкторского изыскательскоrà института "Атомэнергопроект" (72) Ю.Ç.Ерусалимский (53) 620. 17(088.3) (56) Авторское свидетельство СССР

Я- 1174820, кл. С 01 Ы 3/00, 1982.,(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение касается испытания материалов и может быть использовано для определения их прочности при совместном действии нормальных и каса тельных напряжений. Цель изобретения — повышение точности при моделировании напряженно-деформированного состояния облицовок с концентраторами

„„SU„„1647342 А 1

2 железобетонных конструкций. Образец включает два одинаковых параллельных криволинейных надреза 1 и 2, выполненных на противоположных широких гранях 3 и 4 наклонно к ребру. Глубина надрезов 1 и 2 выбрана такой, чтобы площадь сечения образца вдоль надрезов 1 и 2 была меньше площади поперечного сечения образца в зоне без надрезов 1 и 2. Форма кривой осей надрезов выбрана из соотношения у(х) = j ((/О)хссах, где х — переменная абсцисса оси надрезов 1, 2 в направлении, перпендикулярном ребру, у(х) переменная ордината линии оси надрезов 1, 2 в направлении, параллельном ребру, и Q — касательное и нормальЮ ное напряжения в произвольной точке оси назредов 1, 2; (c /g)(х) — заданная функция изменения отношения g/á. С

Испытание образца проводят его растя" жением в направлении, параллельном ребру, до разрушения образца по сечению с надрезами 1 и 2. 1 табл., 3 ил. Ф®

1647342

Изобретение относится к области испытания материалов и может быть использовано для определения их прочности при моделировании напряженно5 деформированного состояния облицовок с концентратором железобетонных конструкций, которые характеризуются совместным действием нормальных и касательных напряжений. 10

На фиг. 1 дан образец и схема его нагружения; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — график отношения с /(7 по длине сечения.

Образец имеет два одинаковых па- 15 раллельных криволинейных надреза 1и 2, выполненных на противоположных широ- . ких гранях 3 и 4 образца наклонно к ребру 5. Глубина надрезов 1 и 2 выбрана такой, чтобы площадь сечения образ-20 ца вдоль надрезов 1 и 2 была меньше площади сечения, нормального к ребру 5, в зоне без надрезов 1 и 2.

При испытании образец нагружают растягивающими силами Р, прикладывае- 25 мыми к захватным частям 6 и 7 до разрушения образца по сечению с надрезами 1 и 2. По величине разрушающей нагрузки и известным геометрическим параметрам образца определяют проч- 30 ность материала при заданной функции распределения по сечению нормальных и касательных напряжений (фиг.3).

Надрезы выполнены криволинейными, причем линия оси надрезов определена из условия: л у(х) = „ — (х) dx, 5 где х — переменная абсцисса линии 40 оси надрезов в направлении, перпендикулярном ребру; у(х) — переменная ордината линии оси надрезов в направлении, параллельном ребру; 45 с и 5 — касательное и нормальное напряжения в произвольной точке оси надрезов; . Л

6 /0(х) — заданная функция изменения отношения. 6/v .

Л

Выполнение надрезов 1 и 2 криволинейными нри соблюдении условия (1) позволяет обеспечить в сечении заданную функцию изменения нормальных и касательных напряжений, что моделирует напряженно-деформированное состояние облицовок с концентраторами железобетонных конструкций, так как они в .реальных условиях испольэуют действия множества сил, которые частично моделируются параболической зависимостью, получаемой из выражения (1)

Пример испытаний с помощью образца призматической заготовки размерами 2х5 W10 см иэ стали марки Ст.3.

Требуется подобрать параметры надрезов для оценки прочности материала при изменении соотношения касательных и нормальных напряжений на ширине (5 см) от /5 = 0,1 до /6 = 1,1 (соответственно при х = О и х = 5 см).

Линейная функция изменения отношения

+(,/5 показана на фиг. 3

/ /G = ах+Ь | (2) где а и b — коэффициенты линейной

Функции определяемые иэ заданных условий; прих=О л /G =b =0 прих=5

По формуле (i) определяют уравнение линии оси надрезов 1 и 2." у(х) = /х(х)с1х = j (0„2х +

+ 0,1)dx = 0,1х + 0,1х + с (4)

При с = О (начальная точка линии оси надрезов 1 и 2 на оси может быть выбрана произвольно) уравнение (4) имеет вид у(х) = 0,1х(х+1) (5)

В таблице даны расчетные значения у по уравнению (5) при изменении х от О до 5.

3 4 5 х О 1 2

002061223

Параболическая кривая оси надрезов 1 и 2, соответствующая уравнению (5), дана на фиг ° 1, Глубина t надрезов 1 и 2 подобрана следующим образом. По условию толщина образца = 2 см, следовательно, площадь сечения образца в зоне вне надрезов 1 и 2 равна F< = 10 см . По линии надрезов 1 и 2 площадь сечения должна быть меньше F (для обеспечения гарантированного разрушения образца при испытании по сечению с надрезами 1 и 2):

= 6.7:

1647342

6 ния точности при моделировании напряженно-деформированного состояния облицовок с концентраторами.железобетонных конструкций, надрезы выполне5 ны криволинейными, а форма кривой осей надрезов выбрана из соотношений где 1 — длина линии оси надрезов;

Р = (2-2t) 6,7 Р, = 10, 13,4 — 13,4t с 10;

13,4t 3,4 откуда t > 0,25 см,т.е. при глубине надрезов с . 0,25 см разрушение образца при испытании происходит по сечению с надрезамн 1 и 2.

10 где х

Формула из обретения у (х) ьи Q

Составитель Э.Карпиловская

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар Редактор А Шандор

Заказ 1392 Тираж 398 Подписное

РЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Образец для изучения напряженнодеформированного состояния конструкции, выполненный в виде призмы, на противолежащих широких гранях которого под углом к ребру выполнены два параллельных надреза, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышепеременная абсцисса линии осей надрезов в направлении, перпендикулярном ребРУ1 переменная ордината линии осей надрезов в направлении, параллельном ребру; касательное и нормальное напряжения в произвольной точке осей надрезов °