Образец для определения вязкости разрушения

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения свойств конструкционных материалов , в частности, вязкости разрушения при статических нагрузках. Цель изобретения - повышение точности при испытании чугунов с графитовыми включениями. Новым в образце для испытания на вязкость разрушения являются выполнение в нем рядов отстоящих друг от друга отверстий. Расстояние между вершиной подреза и осью отверстия ряда равно ап . где an - расстояние между вершиной надреза и осью отверстия в радиальном направлении; ai - расстояние между вершиной надреза и осью отверстия первого ряда в радиальном направлении; g - коэффициент пропорциональности; п - количество рядов. Оси отверстий четных рядов смещены относительно осей отверстий нечетных рядов на угол, равный а 180°/т, где а - угол между осью отверстия четного ряда и осью отверстия нечетного ряда; m - количество отверстий в ряду. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОК1З СОИ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYbl (si)s G 01 N 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПЛТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780925/28 (22) 10.12,90 (46) 30.11.92. Бюл. Гч. 44 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (72) О,Б.Колотилкин, И,П.Волчок и В.M.Ïëåскач (56) Авторское свидетельство СССР

N 926561,,кл. G 01 N 3/00, 1942. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения свойств конструкционных материалов. в частности. вязкости разрушения при статических нагрузках, Цель изобретения — повышение точности при испытании чугунов с графитовыми включениями. НоИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения свойств конструкционных материалов, в частности, вязкости разрушения при статических и динамических нагрузках.

Известен образец для испытания материалов на вязкость разрушения, содержащий захватные части и рабочую часть с подрезом и трещиной в вершине подреза, плоскость которой перпендикулярна оси подреза.

Недостатком известного образца является то, что он имеет ограниченные технологические возможности, а именно: при его испытании в агрессивных средах получается недостаточная точность результатов, кроме того, при испытании образца невозможно получить данные о вязкости. Ь0 1778633 А1 вым в образце для испытания на вязкость разрушения являются выполнение в нем рядов отстоящих друг от друга отверстий. Расстояние между вершиной подреза и осью отверстия ряда равно an = a1 д", где an— расстояние между вершиной надреза и осью отверстия в радиальном направлении; а1 — расстояние между вершиной надреза и осью отверстия первого ряда в радиальном направлении; g — коэффициент пропорциональности; п — количество рядов. Оси отверстий четных рядов смещены относительно осей отверстий нечетных рядов на угол. равный а = 180 /m ãäå а — угол между осью отверстия четного ряда и осью отверстия нечетного ряда; m — количество отверстий в ряду. 2 з,п, ф-лы, 3 ил. разрушения материала деталей и конструкций с ослабленным поперечным сечением.

Известен образец для определения вязкости разрушения в агрессивных средах, который по технической сущности наиболее близок к изобретению и принят в качестве прототипа.

Этот образец содержит захватные части и рабочую часть с подрезом и трещиной в вершине подреза, плоскость которой перпендикулярна оси образца.

Однако в процессе реальной эксплуатации ряда деталей и конструкций на них оказывает влияние не только агрессивная среда, но и значительные растягивающие и изгибающие усилия возникающие иэ-за механических (буры бурильных установок) или температурных (пуансоны стеклоформ) нагрузок. Следует отметить, что поперечное

1778633 сечение многих деталей и конструкций ослаблено включениями (графитовые включения в чугуне), которые оказывают значительное влияние на вязкость разрушения металла. 5

В то же время, показатели вязкости разрушения, получаемые при испытании известного образца, не соответствуют реальным условиям эксплуатации указанных выше конструкций и деталей из-за отсутствия от- 10 верстий. Поэтому известный образец не обеспечивает необходимой точности результатов при испытании чугунов с графитовыми включениями, Цель изобретения — повышение точно- 15 сти при испытании чугунов с графитовыми включениями, Это позволяет наиболее достоверно определять вязкость разрушения материалов. например, для деталей форм стекольного производства, что позволяет 20 выбрать дпя их изготовления состав чугуна с оптимальHûìè свойствами и позволяет повысить их стойкость как минимум в 2 раза. Это уменьшит затраты на их изготовление и снизит себестоимость стеклоизделий, 25 выпускаемых этими формами, Указанная цель достигается тем. что, образец для испытания вязкости разрушения, содержащий захватные части и рабочую часть с подреэом и трещиной в вершине 30 подреза. плоскость которой перпендикулярна оси образца, в нем выполнены ряды равно отстоящих друг от друга отверстий.

Расстояние между вершиной подреза и осью отверстия ряда равно 35 а„= а1 9" 1, где ал — расстояние между вершиной подреза и осью отверстия в радиальном направ- 40 пении: а1 — расстояние между вершиной подреза и осью отверстия первого ряда в радиальном направлении;

g — коэффициент пропорциональности; 45 п — количество рядов.

Оси отверстий четных рядов смещены относительно осей отверстий нечетных рядов на угол, равный

180 о

a= —, m где а — угол между осью отверстия четного ряда и осью отверстия нечетного ряда;

m — количество отверстий в ряду.

На фиг.1 изображен образец с трещиной для испытаний на вязкость разрушения при изгибе; на фиг.2 и 3 — то же, варианты.

Цилиндрический образец содержит захватные части 1 и 2. рабочую часть 3 с подрезом 4 и трещиной 5 в вершине подреза.

Плоскость 6 трещины 5 перпендикулярна оси 7 образца. Образец содержит ряды 8 равномерно отстоящих отверстий 9, оси которых перпендикулярны плоскости 6 и параллельны фронту 10 трещины 5. Диаметр рабочей части равен 30 мм, образец содержит три ряда равномерно отстоящих друг от друга отверстий 9 диаметром 1,5 мм. Диаметр подреза 4 равен 27 мм. Расстояние от вершины подреза 4 и до оси отверстия первого (нечетного) ряда a> = 5 мм.

Затем определяют расстояние от вершины подреза до оси отверстия второго (четного) ряда, задаваясь коэффициентом пропорциональности g. Изменяя 9, можно проварьировать довольно различные расположения рядов с отверстиями и получать вязкость разрушения в напряженных системах. В данном случае g = 1,5.

Произведем расчеты до 3-го ряда.

Тогда для второго ряда аг = 5 мм 1,5 г-

=7,5 мм для третьего ряда аз = 5 мм.1,5 = 11,25 мм з- и т.д. (вариант 1).

Если располагать отверстия со смещением, тогда для второго ряда

8 =225

180 (вариант 2).

Предлагаемый образец устанавливают в специальный станок и подвергают вращению вокруг своей оси с приложенной нагрузкой, Трещина, развиваясь, приводит к поломке образца. Производят необходимые замеры и определяют вязкость разрушения (К с) по существующим методикам.

Формула изобретения

1. Образец для определения вязкости разрушения, содержащий захватные части и рабочую часть с подрезом и трещиной в вершине подреза, плоскость которой перпендикулярна к оси образца, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности при испытании чугунов с графитовыми включениями, в нем выйопнены ряды равно отстоящих друг от друга отверстий.

2. Образец по п.1, отличающийся тем, что расстояние между вершиной подреза и осью отверстия ряда равно ал=а1 9 где ап — расстояние между вершиной надреза и осью отверстия в радиальном направлении;

1778633 щены относительно осей отверстий печатных рядов на угол, равный a =- 180 /m, 10

9 5

1 7

Фиг.3

Составитель Д.Селезнев

Редактор О.Коляда Техред М.Моргентал Корректор Н. Кешеля

Заказ 4188 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101 а1 — расстояние между вершиной подреза с осью отверстия первого в радиальном направлении:

g — коэффициент пропорциональности; п — количество рядов.

3. Образец по пп,1 и 2, отл ичающийс я тем, что оси отверстий четных рядов смегде а — угол междч осью отверстия четного

5 ряда и осью отверстия нечетного ряда; в — количество отверстий в ряду.