Способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов

 

О Il И С А Н И Е (tt! 578588

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2037771/25-28 с присоединением заявки № (51) М. Кл G 01N 3/08 (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета МнннстРов СССР Опубликовано 30.10.77, Бюллетень № 40 (53) УДК 531.781.2 (088.8) по делам изобретений н открытий

Дата опубликования описания 25.10.77 (72) Авторы изобретения

М. Н. Добычин, М. А. Броновец, Б. Я. Сачек и В. Н. Дубняков

Институт проблем механики АН СССР

1 (71) Заявитель

3 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ CTblKA IIAP

ОБРАЗЦОВ ИЗ РАЗНЪ|Х МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов путем приложения сжимающих нагрузок и касается, в частности, изучения поведения стыка двух твердых тел под нагрузкой.

Сближение двух твердых тел под нагрузкой определяется величиной их объемной деформации и деформацией, возникающей в стыке, которая обусловлена шероховатостью контактирующих поверхностей. Первая составляющая суммарного сближения расчитывается ио уравнениям механики сплошных сред (теории упругости, пластичности, ползучестн It т. п.). Методы расчета второй составляющей еще недостаточно развиты. Это вызывает нсобходпмость изучать закономерности деформации стыка твердых тел.

Помимо того, что деформация стыка вносит определенный вклад в суммарную деформацию тел, она еще имеет самостоятельное значение при формировании фактической площади контакта.

Известны способы определения деформации стыка, по которым к образцам прикладывают сжимающую нормальную нагрузку и регистрируют деформацию образцов с помощью оптико-механического профилографа.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов путем Ilx нагружения до заданной величины иапряжегиш сжатия и последующего измерения изменения расстояния между базовызи(отметками, расположенными в непосредстьениой близости от исследуемого стыка.

Однако при реализации этих способов измеренная деформация, кроме деформации стыка, включает также и объемную деформацию образцов.

1о Целью изобретения ягля TcH повышение точности определения деформации стыка путем исключения влияния объемной деформации самих образцов иа результат измерения.

Для этого по ирсдлаг3c ìîìó способу фо)15 мируют два олока из пар образцов разных толииш так, что число стыков г, обоих блоках различнос, а суммарная высота образцов из одноименных материалов в каждом из Hllx од|шаковая, и, измеряя разность изменений базовых высот блоков после одинакового нагружеиия, судят о всличинс деформации стыка по отиошеншо этой разности к разности !èññë стыков в îоопх блоках.

Изобретение поясняется чертежом.

На неподвижном основаниш 1 установлены два блока образцов I u II в каждый из которых входят образцы из испытуемых материалов М1 и Ме, которые в оощем случае могут быть разноименными. Количество стыков в блоках 1 и II соотьетствеино 1 и и.. при этом

578588

И,— Лг, =(n,— n) o„ откуда

Л1,. — Л1, ст

172 — П1 п7 Ф п2. Образцы в блоках располагаются в чередующемся порядке по материалам, На первом и последнем образце каждого блока выполнены отсчетные базы, расстояние между которыми является оазовым размером блока.

Размеры образцов по высоте и места нанесения баз на образцах блоков подобраны так, что в пределах базового размера сумма высот каждого из материалов первого блока равна сумме высот тех же материалов второго блока, т. е.

1,1,1+ 1,1,2+ 1,1,3 +

11,1,1+ 1!,1,2+ П,1,3+ 7 (I) 1,2,1+ 1,2,2 + 1,2,3 + !1,2,1+

+ !1,2,2 + П,2,3 + Lz.

Отсюда следует, что базовые размеры блоков одинаковы. С помощью нагрузочного устройства 3 и подвижной траверсы 2 к обоим блокам прикладывается нагрузка 1- и Р2 соответственно, которая подбирается из условия, чтобы напряжения сжатия в образцах были одинаковы, т. е.

1 7 2

t 7 2 где S7 и S2 площади поперечного сечения образцов блоков I u II соответственно.

В результате объемных и контактных деформаций происходит изменение размеров 71 и l2 для блока I

И = — — + — +noo

Р! / L7

7 Ст для блока II

Р2 L7 L2

l : — (+ ) + Пласт

Е7 Ет ) где Е! и Е2 — модули упругости 1-го рода материалов М! и М2 соответственно, бс„— деформация стыка.

Учитывая формулы (1) и (2), получим

З0

Таким образом, зная п7 и п2 и измеряя известным способом разность Л4 — Л11, находим деформацию стыка, В качестве отсчетных баз блоков могут быть выбраны также поверхность А основания

1 и поверхности Б! и Á2 подвижной траверсы.

В этом случае для того, чтобы избежать ошибки, связанной с появлением в каждом блоке двух неисследуемых стыков, надо обеспечить их одинаковую жесткость в каждом из блоков. Это достигается легко, если с поверхностью А будут контактировать образцы, выполненные из одноименных материалов с одинаковым видом обработки. Тому же требованию должны удовлетворять и образцы, контактиру!ощие с поверхностями b7 и Á2 подвижной траверсы.

В том случае, когда исследуется стык между одноименными материалами, целесообразно один из блоков заменить монолитным образцом — эталоном, размеры которого равны размерам другого блока.

Способ может быть осуществлен и при сооспом расположении блоков. Неодинаковая нагруженность стыков, обусловленная весом располоткенных образцов, мо2кет быть устрапена благодаря горизонтальному расположению оси блоков.

Одновременное нагружсние двух блоков ооеспечиваст идентичность условий испытаний и приводит к повышению точности измерений.

Формула изобретения

Способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов путем их нагружения до заданной величины напряжений сжатия и последующего измерения расстояния между базовыми отметками, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения путем исключения влияния объемной деформации самих образцов на результат измерения, формируют два блока из пар образцов разных толщин так, чтобы число стыков в обоих блоках было различным, а суммарная высота образцов из одноименных материалов в каждом из них одинаковой, и, изменяя разность изменений базовых высот блоков после одинакового пагружения, судят о величине деформации стыка по отношени!о этой разности к разности чисел стыков в обоих блоках.

578588

Составитель А. Бособ

Редактор О. Юркова Техред И. Михайлова Корректор Л. Денискина

Подписное

3aказ 2406/!4 Изд. М 845 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2