Способ определения прочностных характеристик хрупких материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения прочностных характеристик хрупких материалов при изгибе. Цель изобретения - расширение информативности путем обсспечения возможности определения коэффициента Пуассона. Плоский образец в виде круглой или квадратно пластины закрепляют на кольцевой опоре по ее контуру и деформируют пуансоном симметричным изгибом с усилием Р. В процессе нагружения определяют стрелу прогиба f в центре образца, а коэффициент Пуассона определяют по зависимости (И (-Ь± -% Ъг-4ас /2а, где а 7бРг2Го„ +6Pr2r (1-Hn rf -ЗРг. on J1 (S-2 -Л . г-ftPr г - rod u on ln- ron огп ггоП-г 6Рг г(Мпгвп/гя)-4li r2Kh/-f; r, ron , r - соответствен но радиусы круглого ооразца, опоры и пуансона. Для квадратного образца r d/1+-42)J/2, где d - половина стороны квадрата; h - толщина образца, выбираемая из условия (r-г Оп)/пЭ--6.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 Д ) G 01 N 3/20

4 г

t где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИаОЬРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ11

ПРИ ГННТ СССР (21) 4472468/28 (22) 13.06.88 (46) 15.05.91. Бюл. 11« 18 (71) Завод "Автостекло" (72) В.Н.Дубовик, Л.Г.Ивченко, О.А.Непомнящий, В.И.Поколенко, А.М.Райхель и Б.ГеШведун (53) 620.174(088.8) (56) Писаренко Г.С. Конструкционная прочность стекол и ситаллов. Киев:

Наукова думка, 1979, с. 284. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь зовано для определения прочностных характеристик хрупких материалов при изгибе. Цель изобретения — расширение информативности путем обеспечеИзобретен«е относится «; испытательной технике, а именно к способам определения прочностных характеристик хрупких матер«алов.

Цель изобретения — расширение информационных возможностей путем обеспечения возможности определения коэффициента Пуассо«!а.

Способ реализуют следующим oh— разом.

Плоский образец, выполненный в виде круглой радиусом г ««««и квадратной пластины толщиной h, закрепляют на кольцевой опоре с радиусом rz< и защемляют но ее контуру. Затем нагружают образец ступенчато тари. рованными грузами через пуансон с радиусом рабочего торца, равным rn

ÄÄSUÄÄ 1649371 А 1

2 ния возможности определения коэффициента Пуассона. Плоский образец в виде круглой или квадратной пластины закрепляют на кольцевой опоре по ее контуру и деформируют пуансоном симметричным изгибом с усилием P.

В процессе нагружения определяют стрелу прогиба f в центре образца, а коэффициент Пуассона определяют по зависимости ф =(-Ьз Ьс-4зс/2а, где, -41 « .Е11 f; r, r „, r — соот зетственно радиусы круглого образца, опоры и пуансона. Для квадратного образца г= (с1/1++2)) /2, где d — половина стороны квадрата; h — толщина образца, выбираемая из условия (r†- v oq)/h 6. симметричным изгибом и в процессе нагружен«я фиксируют величину P нагрузк!! и стрелу прогиба f образца.

Коэффициент Пуассона определяют по зав«симост«

-b з Ьс -4 а с

Р= з л 2а

2 2 т on о>

n= -6Pr r +áPr г (1+1п ---); и г г п

ЗРгоп (гоп гп) -6Р«r (1+1п — — )-4пг Eh.2 г гоп - г,. г и rn

Пр« этом для квадратной пластины

d(1+8) с=

1649371 г- огг — — --«6.

3 я где d — половина стороны квадрата, а толщину Ь пластины выбирают из yc- iosvs

Таким образом, данный способ позволяет расширить его пнфорггативность за счет обеспечения возможности определения коэффициента Пуассона с использованием предложенного математического выражения.

Пример. Проводили определение коэффициента Пуассона технических ситаллов следующих марок: 1) АС-418, 2) СТМ-1, 3) АС-380, 4) АС-31. Для испытаний использовали квадратные образцы в виде пластин с размерами

80 j(80гг 1,3 мм. Образцы размещали на стальной кольцевой опоре r „ =

=30,0 мм и нагружали стальным пуансоном с r„=7,5 мм. При этом эффективный радиус r образцов составил

b(1+ 2) 40(1+. 2) — — — — — =48 3 мм.

2 2 20 г-гоп - 48 3-30 0 — — о- = — >- — -2 — =14;р 6.

h 1,3

Нагружение образцов осуществляли ступенчато тремя грузами с массой

0,4 г каждый. С учетом веса пуансона общая нагрузка на образцы сосraвила 1,25 кГс. Стрелу прогиба f образцов измеряли с помощью оптического длиномера ИЗБ-3 с точностью до 30

0,5 гам. Значения модуля упругости гЕ ситаллов, определенные по ГОСТ

9906-85, составляют соответственно:

Е 1=9250, Е2=14860, Еэ=12290 и Е, =

=12230 кГс/мм .

Значения коэффициентов а и Ь равны: a=13398445, b=2847656. При максимальной нагрузке Р=1,25 кГс стрела прогиба f для всех образцов из перечисленных марок материалов составила: 40

21=17,5,. fr=10,5, f =t2,0, f =

=13,0 мкм. Значения коэффициента с равны: с =124880, с =498763, сз=

=511026, c =310720. Коэффициент Ц

Пуассона для указанных глатериалов, определенный в соответствии с приведенной зависимостью, составил; P< =

=.0,25; р =0,33; /Ц =0,33; у, =0,2..

При этом коэффициенты (11,и /0 соответствуют значениям коэффициентов

Пуассона для этих материалов, определенным известными способами.

Формуча изобретения

Способ определения прочностных характеристик хрупких материалов при изгибе, по которому плоский образец, имеющий форму круглой или плоской пластины, закрепляют на оправке по ее контуру, деформируют пуансоном симметричным изгибом и определяют прочностные характеристики материала по математической зависимости, включающей характеристики образца, оправки и пуансона и усилие деформирования, отличающийся тем, что, с целью расширения информативности способа, путем обеспечения определения коэффициента Пуассона, в процессе нагружения определяют величину прогиба в центре образца, а коэффициент

Пуассона (Ц определяют ло зависимости

-Ь и b -4ас .2а где а= -6Pr r +6Pr r (1+jn ->-) °

2 2 2 2 r огг и

rn с=6Рг ro„-3Pr» (rî„-r„) г г

-6Pr r (1+1n — -) -4 s r Eh f

2 2 rpri p 2. 2 и 1

Э и

r,r .,ㄠ— соответственно радиусы

ori круглого образца, опоры и пуансона; г-(й(!.г122 2 2 — дяя квааратяого образца;

d — половина стороны квадрата;

h — тоггщина образца, выбираеглая из условия (г-г „)/

/hÎ )6;

f — стрела прогиба образца;

P — величина приложенной изгибающей нагрузки;

E .- модуль упругости испытуемого материала.