Способ определения динамической трещиностойкости материала
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - снижение трудоемкости создания начальной трещины и повышение точности за счет приложения нагрузки непосредственно к берегам трещины и регистрации величины начальной трещины. В образце 1 выполняют глухое отверстие 5 и заполняют жидкостью 6. Создают начальную трещину ударным сжатием жидкости Повторно заполняют отверстие жидкостью , несмешивающейся с первой или отличной по цвету, и производят разрушение образца повторным ударным сжатием жидкости . Определяют величину разрушающей нагрузки и коэффициент трещиностойкости. 1 з.п. ф-лы 1 ил. л W fe О ел 00 о
СОЮЗ С08ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУ6ЛИК (и)з G 01 N 3/10
ГОСУДАРСТВЕНЫЛ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0с
Ql
СО
О 4 (21)4675906/28 (22) 11.04.89 (46) 23.06.91. Бал. N. 23 (71) Отделение геодинамики взрыва Институтв геофизики им. С.И.Субботина (72) Ю.И.Войтенко, А.В.Михалюк и В.Л.Войтенко (53) 620.178 (088.8) (56) Вовк А.А. и др. Поведение грунтов под действием импульсных нагрузок, — Киев; Наукова думка, 1984, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к испытатель Ж,» 1658017 А1 ной технике. к испытаниям на прочность.
Цель изобретения — снижение трудоемкости создания начальной трещины и повышение точности за счет приложения нагрузки непосредственно к берегам трещины и регистрации величины начальной трещины. В образце 1 выполняют глухое отверстие 5 и заполняют жидкостью б. Создают начальную трещину ударным сжатием жидкости.
Повторно заполняют отверстие жидкостью, несмешивающейся с первой или отличной по цвету, и производят разрушение образца повторным ударным сжатием жидкости. Определяют величину разрушающей нагрузки и коэффициент трещиностойкости.
1 з.п. ф-лы, 1 ил.
1658017
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.
Цель изобретения — снижение трудоемкости создания начальной трещины и повышение точности эа счет приложения нагрузки непосредственно к берегам трещины и регистрации величины начальной трещины.
На чертеже представлена схема установки для реализации способа.
Образец 1 испытуемого материала цилиндрической или призматической формы утанавливают на основании 2 и жестком фундаменте 3 копра с падающим грузом 4 или пневмопорохоеого копра. Предварительно в образце выполняют центральное отверстие 5, е которое заливают определенный объем жидкости 6. В отверстие вставляют поршень 7, диаметр которого равен диаметру отверстия 5. Если при сверлении отверстия 5 края его получаются неровными или, если необходимо испытать образец листового материала, когда высота значительно меньше других линейных размеров, отверстие образца обсаживают трубкой 8, которую крепят к образцу резьбовым или клеевым соединением. Внутренний диаметр трубки 8 при этом берут равным диаметру поршня 7, При необходимости на стенки отверстия наносят кольцевой или радиальные (диаметральные) надрезы — концентраторы. Имеются прокладки 9, регулирующие скорость нагружения образца 1. Датчик 10 давлений регистрирует величину равномерно распределенного нэ берега трещины давления. Датчик 10 связан с запоминающим осциллографом 11, который запускается при замыкании контактов синхронизатора 12, Перемещение поршня регистрируется с помощью регистратора 13 перемещения.
Торможение груза 4 и предотвращение удара поршня 7 по дну отверстия 5 осуществляют с помощью рамы 14.
Способ осуществляется следующим образом
Приготавливают контрольно-измерительную аппаратуру для регистрации давления жидкости в образце при разрушении и перемещении груза 4 с.поршнем 7. Производят сброс груза 4, движущегося по направляющим копра, который производит удар по головке поршня 7, При этом жидкость 6 в образце 1 сжимается и в ней возникает высокое давление, достаточное для образования начальной трещины в образце в плоскости концентратора напряжений.
Размер начальной трещины регулируют
45 объемом жидкости в отверстии, Образование начальной трещины производят без измерений. Производят повторную заливку жидкости 6 в отверстие 5 в количестве, достаточном для разрушения образца 1, и сбрасывают груз 4 с высоты, необходимой для осуществления заданной скорости нэгружения образца Р, которую регулируют также количеством резиновых прокладок 9.
Жидкость 6 заполняет начальную трещину и при движении груза 4 вместе с поршнем 7 вниз создает до момента полного разрушения равномерно распределенное давление
P на берега трещины, величину которого регистрируют с помощью датчика 10 давлений, промежуточного усилительного устройства и электронного запоминающего осциллографа 11, который запускается при замыкании контактов синхронизатора 12.
Перемещение поршня и груза регистрируют с помощью регистратора 13 перемещения.
Создание начальной трещины в образце 1 и его разрушение осуществляют различными несмешивающимися жидкостями
6, например водой и керосином. Кроме того, жидкость для создания начальной трещины берут такую, что анэ сас;аеляет след нэ поверхности трещины, например окрашивают воду. При этом франт начальной трещины должен быть четко виден нэ поверхности материала после разрушения образца 1, поскольку ее размер входит в формулу для расчета трещинастойкасти материала.
Трещинастайкасть материала Ki: определяют по формуле
K ñ = Fi/P 6I где P — амплитуда осциллограммы давления; ! — размер (радиус или длина) начальной трещины;
F> — функция, значение которой зависит от пространственной ориентации и размера начальной трещины.
Пример. Исследуют на трещиностойкость образцы кубической формы полиметилметэкрилэта (ПММА) размером 10х10х10 см и бетонные образцы размером 20х20х20 см, Диэметр отверстия в образцах ПММА и внутренний диаметр обсадной трубки в отверстии бетонных образцов и диаметр поршня ранен 9 мм. В торце поршня вмонтирован турмалиновый датчик давления, который соединен энтивибрационным кабелем с усилителем и осциллографом.
Масса груза вертикального копра в опытах с ПММА составляет 50 кг, в опытах с бетоном 10 кг. Эксперименты проводят при скорости нагружения P = 10 Па/с. Начальная трещина в образцах создается ударным
1658017
Составитель В.Лазарева
Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец
Редактор Н.Бобкова
Заказ 1710 Тираж 400 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 сжатием столбика окрашенного глицерина высотой 9 — 12 мм, Разрушение образцов производят окрашенной водой. Размер начальной трещины ПММА определяется фотографированием образца, а в бетоне по 5 следу окрашенной жидкости. Радиус (глубина) начальной кольцевой трещины, которая образуется у основания отверстия составляет 8,6 мм в ПММА и 12,5 мм в бетоне. Величина максимальной нагрузки в образцах 10
ПММА составляет 6,7 МПа, бетона 2,78
МПа, Регистрация перемещений поршня производится скоростной кинокамерой. 15
Расчет трещиностойкости по приведенной
1 формуле дает К1с = 0.79 МПа . М для
ПММА и K1c = 3,51 МПа M для бетона, из которых видно, что трещиностойкость
ПММА при такой скорости нагружения близка к статической трещиностойкости К1, 1 (К1С - 1,02 МПа M ).
Формула изобретения
1, Способ определения динамической трещиностойкосги материала заключающийся в том что в обра-.öå ма гериала созда ют начальную трещину, прикладывают к образцу разрушающую нагрузку и измеряют ее величину, с учетом которой определяют динамическую трещиностоикость, о т л ич а ю шийся тем, что, с цель о повышения точности за счет приложения нагрузки непосредственно к берегам трещины, предварительно в образце выполняют глухое отверс ие, заполняют его жидкостью. создание начальной трещины осуществляют ударным сжатием жидкости в отверстии, повторно заполняют отверстие жидкостью, а приложение разрушающей нагрузки осущестляют повторным ударным сжатием жидкости.
2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью регистрации величины начальной трещины первичное и повторное заполнение отверстия осуществляют несмешивающимися или разноцветными жидкостямии.
