Образец для создания напряженно-деформированного состояния элементов конструкций

 

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повышение точности испытаний. Поставленная цель достигается тем, что в образце для создания напряженно-деформированного состояния элементов конструкций, выполненном в виде призмы с двусторонними криволинейными надрезами, надрезы выполняются переменной глубины t по поверхности образца, изменение которой соответствует формуле Кх)1( 2 COS О COS OQ ), гдеАо /Оо Ах V 0х + К2 TX ; Со (А - 2 to)- толщина образца в рабочем сечении при х 0;оъ, смуглы между касательными к линиям осей надрезов в точках с координатами х 0 и х, и плоскостыо.перпендикулярной ребру образца; Д- толщина образца вне надрезов; RG К - коэффициент отношения пределов прочности материала соответственно при растяжении - сжатии и срезе; г,акасательное и нормальное напряжения в произвольной точке осей надрезов; х - координата образца, меняющаяся в плоскости его рабочего сечения, перпендикулярно узкой грани образца. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / . () 1 (g С Ао со$ Qx

2 - А„ сова, где Ар =

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877167/28 (22) 24.10.90 . (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (75) Ю,3, Ерусалимский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1647342, кл. G 01 N 3/00. 1988. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАПРЯЖЕННΠ— ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повышение точности испытаний. Поставленная цель достигается тем; что в образце для создания напряженно-деформированного состояния элементов конструкций, выполненном в виде призмы с двусторонними криволинейными надрезами, надрезы выполняются переменной глубины t по поверхности образца, изменение которой соответствует формуле ч

Изобретение относится к области испытаний элементов конструкций и может быть использовано для определения их прочности при совместном действии нормальных и касательных напряжений.

Известен образец для создания напряженно-деформированного состояния элементов конструкций, выполненный в форме призмы с двусторонними криволинейными надрезами постоянной глубины, расположенными на противоположных гранях (см. авт.св. N 1647342, кл. G 01 N 3/00, 1988).

Недостаток данного образца заключается в том, что вследствие переменности по ширине образца прочности материала рабочега сечения (за счет изменения отношения

t/o и площади элементарных отрезков ра-. Ы 1777034 А1

Ач = Я+ ч тЗ, Сч = (Л вЂ” 2 to)- тапщиня образца в рабочем сечении при x=0;ао, ах— углы между касательными к линиям осей надрезов в точках с координатами х = 0 и х, и плоскостью, перпендикулярной ребру образца; b, — толщина образца вне надрезов;

Rg

К = — — коэффициент отношения пределов

Р прочности материала соответственно при растяжении — сжатии и срезе; Г,a — касательное и нормальное напряжения в произвольной точке осей надрезов; х координата образца, меняющаяся в плоскости его рабочего сечения, перпендикулярно узкой грани образца. 4 ил.

1 а

dF

I бочего сечения (и const), при негрултебх нии образца растягивающими силами появляется изгибающий момент, действующий в плоскости образца, что приводит к сниже- 3 нию точности испытаний, (д

Целью изобретения является повыше- фь ние точности испытаний.

Для достижения цели, согласно изобретению, надрезы выполняют переменной глубины l по поверхности образца, изменение которой соответствует формуле;

1777034

A. = Я+ к г4, Со =(Ь вЂ” 2to) — толщина образца в рабочем сечении при х = 0; ао, а» -круглы между касательными к линиям 5 осей надрезов в точках с координатами х =

0 и х, и плоскостью, перпендикулярной ребру образца;

Л вЂ” толщина образца вне надрезов;

К = Rg/йх — коэффициент отношения пределов прочности материала соответст-, венно при растяжении-сжатии и срезе; х, o — касательное и нормальное напряжения в произвольной точке осей надрезов; х — координата образца, меняющаяся в плоскости его рабочего сечения перпендикулярно узкой грани образца.

Соблюдение условия (1) позволяет исключить изгиб в плоскости образца за счет обеспечения равномерности деформирования и разрушения материала в рабочем сечении.

На фиг. 1 дан образец; на фиг. 2 — сече- 25 ние А — А; на фиг. 3- график изменения отношения х/о; на фиг. 4 — график изменения глубины надрезов по ширине образца.

Образец включает два одинаковых параллельных криволинейных надреза 1, 2, выполненных на противоположных широких гранях 3, 4 наклонно к ребру 5. Глубина

t(x) надрезов 1, 2 является переменной величиной и подобрана по условию (1). Кроме того, площадь сечения образца по надрезам 35

1, 2 меньше площади поперечного сечения образца.

При испытании образец нагружают растягивающими силами Р, которые прикладывают к. захватным частям 6, 7, до 40 разрушения по криволинейному сечению с надрезами 1, 2, По величине разрушающей нагрузки и известным геометрическим параметрам образца определяют прочность материала при заданной функции Распре- 45 деления по сечению нормальных и касательных напряжений (фиг, 3).

Зависимость (1) получена следующим образом.

Равные условия деформирования и разрушения материала по ширине образЦа (по координате х) обеспечиваются при выполнении следующего условия: бРразр.,о = dPpssp.;». (2)

55 т.е. при равенстве элементарных составляющих разрушающего усилия Рр р, на любом участке dx ширины Ь образца (при Ох

< b).

Поскольку оРраэр. = Опр de (где р приведенное напряжение, учитывающее составляющие ойх в произвольной точке осей надрезов), dF< - площадь наклонного сечения на длине d(x), d Fa = С (где

dx

cos а

С вЂ” толщина в рабочем сечении), то условие (2) примет вид

Со np,о cos ax = Сх 0пр,x cos ао (3)

Общая запись для опр по теориям наибольших касательных напряжений и наибольшей энергии .формоиэменения имеет вид:

Ф (4) йх где К= — — отношение пределов прочности йд материала при срезе (сдвиге) и растяжениисжатии (см. Беляев Н,М., Сопротивление материалов, 1962), Из (4) получаем

Опр,о = Ao = s uo + K to гр и

Ппр,х = Ах = Я+ К Тх (5) Учитывая также, что

Со = Л вЂ” 21о (6) Cx— = Л 2т» и () 1р С Ao.Cos x

2 A» cosa, Ax % К», где Со = (Ь- 2to) — толщина образца в рабочем сечении при х = 0:

ao, ax — углы между касательными к линиям осей надрезов в точках с координа(где Л- толщина образца) и подставляя (5) и(6) в(3), получим (Л- 2t») A»cos ао =(Л-2tp)"

"Аосоз а, (7).

Решая (7) относительно t„, окончатель-. но получим условие (2).

Формула изобретения

Образец для создания напряженно-деформированного состояния элементов конструкций, выполненный в форме призмы с двусторонними криволинейными надрезами, отличающийся тем,-что, с целью повышения точности испытаний, надрезы выполняют переменной глубины t по поверхности образца, изменение которой соответствует формуле

177703

Составитель Д.Селезнев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор О.Стенина

Заказ 4117 Тираж 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 тами х = 0 и х и плоскостью, перпендикулярной ребру образца;

Л вЂ” толщина образца вне надрезов, К = Всг/Rz — коэффициент отношения пределов прочности материала соответственно при растяжении-сжатии и срезе; т,а — касательное и нормальное напряжения в произвольной точке осей надрезов; х — координата образца. меня ощаяся

5 в плоскости его рабочего сечения, перпендикулярно узкой грани образца. к3

Фсс2. а