Способ определения характеристикитрещиностойкости материалов

 

O Il M C A H И Е ()819618

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

=. Фф

™„

/ (61) Дополнительное х авт. свид-ву (51) М. Кл. т 0lN 3/08 (22) Заявлено 17.06.77 (21) 24Я3382/25-28 с присоединением заявки М

Государственный комнтет (23) Приоритет ло делам нзабретеннй н открытнй

Опубликовано 07.04.81. Бюллетень l3 (53) УДК 820. . l79.2(088.8) Дата опубликования описания 10.04.81 (72) Авторы изобретении

Л. П. Трапезников, В. И. Пащенко и

1,:

Всесоюэны1 ордена Трудового Крвснодо Знамени

f научно-исследовательский институт гидротехники им. E>. E. Веденеева (71) Заявитель (5 1) СПОСО ОПРЕДЕЛЕ1{ИЛ XAE ÀÊÒÅÃ ÈÑTÈÊÈ

ТРЕП!ИНОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств твердых материалов, в частности хрупких композитных материалов, путем приложения к ним растягиваюших статических нагрузок и может быть использовано при определении предельного состояния этИх материалов, которое наступает, когда естественная макротрещина, перпендикулярная линии действия растягивающих сил, возникающая в образце при росте нагрузки, достигает критического значения, т.е. такой максимальной длины, при которой дальнейшее увеличение нагрузки приводит к неустойчивому разрушению образца.

Известен способ определения механических свойств металлов, заключающийся в том, что нагружают растягиввющим усилием и доводят до разрушения 06разец с искусственно созданной трещиной, перпендикулярной этому усилию, и идентичныд гладкий образец и определяют предельные напряжения. По этим величинам судят о свойствах металла. (f 3

Известный способ не позволяет судить о трещиностойкости х рупких композитных материалов. в частности строительных

5 материалов (например, бетона, цементно-песчаных растворов, гипса и т.д.) ..

11ель изобретения — получение характеристик композитных материалов.

Указанная цель достигается тем, что то искусственную трещину на образце выполняют длиной, превышающей не менее чем вдвое максимальный размер включений композитного материала, и по величинам предельных напряжениЯ опре15 деляют критическую длину трещины, используя зависимость где бакр — критическвя длина трещины;

- длина искусственно созданной трещины;

3 81 линейный размер образца; предел прочности образца с искусственно созданной трещиной; предел прочности гладкого образца, не имеющего такой

rge

45

Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, уи. Проектная, 4 трешины;

/ — 1 — функция, зависящая ,С! от формы образца и схемы нагружения; — функция, обратная

Рабочий процесс определения трешино стойкости, например строительного материала по предлагаемому способу, осушествляют следующим образом.

Изготавливают два идентичных образца, в одном иэ которых создают искусст, венную трещину. Такими образцами могут быть, например, образцы — цилиндры из бетона, высота которых H равна диаметру Q

Искусственную трещину длиной плоскость которой перпендикулярна растягиваюшему усилию, образуют с помощью смазанной маслом прямоугольной пластинки из металлической фольги длиной Н и шириной 8 . Плас тинку размещают в опалубке перед бетонированием образца. Размер 8 пластины должен не менее чем в два раза превышать максимальный размер d включений бетона: Оптимальное соотношение 3/)3 равно 0,2-0,4. Размеры образца должны не менее чем в

10 раз превосходить величину д

Оба образца доводят до разрушения растягиваюшим усилием, определяют предельное напряжение и по ним находят критическую длину трешины.

Пример. Образцы — цилиндры с размерами D =Н=40 см изготовлены из бетонной смеси с весовым содержанием 1:2:3 при объемной плотности бетона 2400 кг/м и водоцементном отношении 0,48. Заполнителем является песок и гравий с максимальным размером Ñ1 =40 мм, в качестве вяжущего используется портландцемент марки 500", Илина искусствейно созданной трещины

80 мм, толщина фольги = 20-0,25 мм.

Испытания партии из трех образцов с искусственно созданной трещиной и партии из трех образцов, не имеющих такой трещины, дали среднее значение

ВНИИПИ Заказ 1 369/19

9618 4 ние 3„, =1,89 МПа и среднее значе-ние ф = 2,67 МПа. Значения функ н ш и а = Г!Г) беруеен из решении заиани теории упругости для круглого диска с трешиной, лежащей в плоскости действия раскалывающих сил, С учетом этих данных критическая длина трещины 5 =44,4 мм, т.е. имеет порядок максимального размера d включений бетона.

Формула изобретения

Способ определения характеристики трешиностойкости материалов, заключаюшийся в том, что нагружают растягиваюшим усилием и доводят до разрушения образец с искусственно созданной трешиной, перпендикулярной этому усилию, и идентичный образец, не имеюший такой трещины, и определяют предельные напряжения, о т л и ч а ю ш и и с я

20 тем, что, с целью получения характеристик хрупких композитных материалов, искусственную трещину на образце выполняют длиной, превышающей не менее чем вдвое максимальный размер включений композитного материала, и по ве25 личинам предельных напряжений определяют критическую длину трещины, используя зависимос ть

z,, и (" (—, )), — кри тич еская длин à грешины; — длина искусственно созданной трещины; — линейный размер образца; — предел прочности образца с искусственно созданной трещиной; — предел прочности образца, не имевшего такой трещины;

f (— ) - функции, зависяшая or

iс i формы образца и схемы н агр ужения, чис лен н ые значения которых берутся из соответствующих решений задач теории упругости для тел

50 . с разрезами;

- функция, обратная Е() ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. П. Форрест. Усталость металлов, М., "Машиностроение", 1968, с. 1 18-119.